FPC软板(FPC)技术发展趋势（二）

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人气：6201发布日期：2017-05-23 10:16【大中小】

2．具有抗电迁移的胶粘剂基挠性材料

在低性能产品使用的基材，经热压制成品后，带有胶粘剂基的FPC软板中，当存在有湿气并升温或通电的状态下，电路上的铜导线溶解形成铜离子在正负电荷性的导线之间，能通过胶粘剂及成排的导线。当离子在铜导线间排成列时，细线通常会产生类似栓接或成技状生长的现象。严重时，细状线会在导线间跨接，达到一厚度时便会导致整机电短路。特别是当电压升高或电路密度增加时，电迁移现象会更严重，从而增加电路可靠性的故障的可能性。因此，如用在高密度互连结构的载板，也就意味着增加了风险度。所以，研制出抗电迁移的基板材料，既是在恶劣的条件下也不会发生电迁移现象。有时所使用的试验答件相同，由于使用不同的基板材料，其试验结果不同。因此，对于用于制造高密度互连结构的多层FPC软板，在选择基材料时，决不能忽视这个问题。

3．使用无粘胶剂基材

这种类型的基材有三种：第一种是聚酰亚胺金属化膜；第二种是通过胶粘结将聚酰亚胺膜与铜箔层压在一起也称纯聚酰亚胺膜，虽然采用胶粘剂，但由于胶粘剂与膜的化学性质相似，经层压后不呈现分离的胶粘剂；第三种是通过将液体浇铸到铜箔上然后进行固化的聚酰亚胺膜，也称之浇铸聚酰亚胺膜。这种三种类型的PI膜成为无胶粘剂的基板材料，其性能各有所长，其性能见表3。

这三种类型的无胶粘剂的基板材料均用在高密度互连结构的用的印制板上，因为它不含有环氧树脂或聚丙酸的胶粘剂层，这是非常重要的。这是因为胶粘剂会阻碍对PI膜进行化学蚀刻，因而使用无胶粘剂PI膜可用化学法制作导通孔。如果胶粘剂层较厚且软，便会增加电路图形的漂移或过度移动的现象。在高密度互连结构用载体的制造和使用，要求更高的工艺温度或使用温度，而这种类型的基材料满足这种要求。从表3 可以看出，这三种类型的无胶粘剂的FPC软板用的材料，从性能上看基本上满足高密度互连结构对载体材料的技术要求。特别是浇铸PI膜和金属化PI膜在未来的HDI应用中，占有很重要的位置。这因为浇铸PI材料在热循环之后有更好的剥离强度，而金属化PI膜则具有化学蚀刻速度快的优点。但从应用角度分析，纯PI膜材料仍然上有一定的优势，特别在制造显示器中得到广泛的应用。因为纯PI层压板的铜箔厚度范围变得较宽，从30微米到70微米并具有多种类型的铜箔，因而可以提供最薄的结构，对于制造精细导线可获得高的分辩率。同时利用此种材料制造的精细导线在高速高温加工中比较稳定，不会产生偏移或形变。其次，该材料在经多次热循环之后能够保持较高的剥离强度，从而提高了电路的运行的可靠性。因而，纯PI层压板可被用来制作清晰准确的图像。

　　从基材制造技术的快速发展，适合微电子仪器设备需要的新工艺、新材料研制与开发速度会更快。据预测在不久的将来，新一代的以液晶聚合物膜（LCP）为基础的无胶粘剂型材料将取代无胶粘剂的PI膜。因为此种类型的材料具有耐潮湿、有较高的尺寸稳定性等优点，其最重要的可用在高频（最高可达10GHz）HDI的电路上。有可能此种新类型的载体材料，在无线及数字式挠性应用方面占据优势。

二、主体材料用的胶粘剂

在制造PI膜时，胶粘剂起到很重要的作用，它是在薄膜与铜箔、或薄膜与薄膜（指覆盖膜）之间起到粘结作用。用于粘结层的材料有聚脂、丙烯酸、改性环氧、氟碳树脂、聚酰亚胺等。从实用角度分析，要根据对粘结强度、尺寸稳定性、耐热及层压工艺的不同的要求，选用适合的胶粘剂。也就是说要根据应用方面的需要，可针对不同的薄膜基材可采用多种不同类型的胶粘剂。如聚脂（PE）用的胶粘剂与聚酰亚胺（PI）用的是不同的。在用于聚酰亚胺（PI）基材的胶粘剂也有环氧类与丙烯酸类之分。但无论采用何种胶粘剂材料，它们都具有以下最显著的缺点：即热稳定性差，与基材的热膨胀系数相差较大；数层胶粘剂的厚度直接影响电路的散热性。这两个明显的缺点，大大地降低了它的挠曲性能和挠曲有寿命，更重要的它的高热膨胀系数（CTE），过大的Z轴热膨胀，是镀覆孔可靠性差的重要的工艺原因之一。这就限制它在HDI方面的应用。

但是由于在微型器件的飞速发展的驱动下，对挠性材料的性能要求提出更高的要求，在这种趋势的推动下，研制出的无胶粘剂的PI层压板，经过多次工艺试验，它具有较高的耐化学性能及更隹的电气性能等。而且此种类型的材料没有胶粘剂，基板厚度更薄，最高可减薄达20－30％，其重量也随之减轻。

三、铜箔的选择

挠性印制板用的铜箔分为压延铜箔（RA）和电解铜箔（ED），它是覆盖粘结在绝缘基材上的导体层，经过最后选择性蚀刻成为所需要的图形。选择何种类型的铜箔作为FPC软板的导体，要根据图形的精度要求和应用范围所决定。但从两种铜箔性能上的比较，各有优点，压延铜箔的延展性、抗弯曲性能要优越于电解铜箔，它的延伸充达20－45％，而电解铜箔为4－40％。但电解铜箔由于是电镀的方法形成的，其铜微粒结晶结构，在蚀刻时很容易形垂直的线条边缘，非常利于精细导线的制作，再加上它的较为粗糙的一面与基材的结合力好，非常有利于焊接工艺。它与压延铜箔相比，在弯曲半径小或动态挠曲时，针状结构容易断裂，而且更容易在导线上形成针孔。正因为此种原因，制作FPC软板最常使用的多数铜箔为压延铜箔。压延铜箔是采用厚的铜板经多次重复压延而成。通过多次压延铜微粒形成水平轴状结晶，具有比电解铜箔更高的延伸率。铜箔的厚度有18微米、35微米和70微米或更厚的铜箔。

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