FPC软板用材料发展

文章来源：百能网作者：龚爱清查看手机网址

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人气：6367发布日期：2017-01-24 08:39【大中小】

印制板的基本特性取决于基板材料的性能,因此要提高印制板技术性能首先要提高基板性能,对于FPC软板同样如此.

(1) 常用薄膜基材性能比较

所用薄膜基材的功能在于提供导体的载体和线路间绝缘介质,同时可以弯折卷曲。

FPC软板用基材常用聚酰亚胺(PI: Polyimide)薄膜和聚酯(PET: Polyester)薄膜,另外也有聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN: Polyethylene Nphthalate)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜和聚芳酰胺(Aramid)等高分子薄膜材料。由于性能与价格关系有不同选择。

挠性覆铜箔板与刚性覆铜箔板同样有无卤素的环保要求,在日本已有50%多的挠性板采用无卤素阻燃的聚酰亚胺基材. 要求绿色环保的材料是必然趋势,而且现已迫切需要了.

聚酯(PET)树脂机械、电气性能都可以,最大不足是耐热性差,不适合直接焊接装配。PEN是介于PET与PI之间的材料。

现在世界上可用的塑料膜种类超过2000种,必定还有多种绝缘膜适合于制造FPC,只是没有发现罢了。随着FPC用途用量扩大,会有新的FPC基材进入应用。

粘合剂是把铜箔与基材膜结合在一起,常用的有PI树脂、PET树脂、改性环氧树脂、丙烯酸树脂。

(2) 二层结构的PI基材

挠性覆铜箔板(FCCL)通常有三层结构,即聚酰亚胺、粘合剂和铜箔. 由于粘合剂会影响挠性板的性能,尤其是电性能和尺寸稳定性,因此开发出了无粘合剂的二层结构挠性覆铜箔板。

二层结构挠性覆铜箔板的制造方法目前有三种,即聚酰亚胺薄膜上沉积电镀金属层; 在铜箔上涂覆聚酰亚胺树脂成薄膜; 直接把铜箔与聚酰亚胺薄膜压合在一起。现在采用聚酰亚胺薄膜上沉积电镀金属层的方法较多. 在高性能要求的挠性板都趋向于使用二层结构覆铜板.

(3) LCP基材

为了从根本上改变聚酰亚胺基材的性能不足之处, 新开发了液晶聚合物(LCP)覆铜板. 由热塑性液晶聚合物薄膜经覆盖铜箔连续热压,得到单面或双面覆铜板. 其吸水率仅0.04 %,介电常数1GHz时2.85 (聚酰亚胺3.8),适合高频数字电路的要求。

聚合物呈液晶状态,在受热会熔融的为“热熔性液晶聚合物”(TLCP)。 TLCP优点可以注塑成形,可以挤压加工成薄膜成为PCB与FPC的基材,还有可以二次加工,实现回收再利用。TLPC与其它材料特性比较如下表。TLCP膜的低收湿性、高频适宜性、热尺寸稳定性特长,使得TLCP膜在FPC-COF多层基板上进入应用。

(4) 符合环境要求的无卤素挠性基材

欧盟(EU)在2003年就发出二项指令ROHS和EWWW,即电子产品中禁用六种有害物质和废弃电子电气设备处理,前项指令涉及到PCB中基板阻燃剂溴和表面涂层铅被禁用。

无卤素(溴)基板在刚性板与挠性板中都已开发应用,对于挠性基材包括FCCL、覆盖膜、粘结片和阻焊剂,以及增强板既要有阻燃性无不含卤素。日本京写化工开发了无卤超薄型系列挠性基材,并推广上市。京写化工的Super系列FPC用材料并非PI膜,全新的芳酰胺聚合物不含溴或锑阻燃物,符合环保要求。Super系列FPC用材料包括FCCL基膜、粘结片、覆盖膜和增强板。Super基膜厚度可极薄,是常规PI膜的一半,而弯曲耐折性更优。

(5) 新型铜箔

FPC软板的导电材料主要是铜 – 铜箔,也有一些用到铝、镍、金、银等合金。导体层基本要求除导电外,也必需耐弯曲。铜箔按制作方法不同,有电解铜箔(ED: Electro Deposit)和压延铜箔(RA: Rolled and Annealed)两类。RA与ED箔的区别是结晶形状不同,RA箔是柱状排列,结构均匀、平整,易于粗化或蚀刻处理; ED箔是鱼鳞状的片状堆叠,经辗压铜箔光滑、韧性好,而粗化或蚀刻处理变得困难。

对于动态弯曲的FPC要有高的弯折性,一般使用压延铜箔,而随着线路图形高密度化,导线的耐弯折性要求更高。日矿产业公司普通RA箔滑移弯折试验11600次,改进的高性能压延箔(HRA) 滑移弯折试验提高到76000次循环,这是改善压延加工条件, 引起铜结晶组织的差异变化。现在高密度FPC还是用ED箔为主流,如COF是用ED箔。而为适合40～50μm线节距板量产化,对ED箔有新要求。一是铜箔层压面低粗化度,二是铜箔超薄化。

(6) 导电银浆

FPC软板制造中有用导电油墨印刷在绝缘薄膜上形成导线或屏蔽层,这种导电油墨多数是银浆导电膏,要求印刷形成的导电层电阻低、结合牢、可挠曲,并且印刷操作与固化容易。

新的银浆导电油墨达到低电阻与可挠曲要求,可以在热固性或热塑性聚合物膜上、织物上、纸上印刷形成导电图形,也可制作图形用于射频标识(RFID)产品。形成产品经受高温存放、潮湿试验、高低温循环性能都能达到要求。采用导电油墨制作图形也是环保型、低成本技术。

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