软板厂FPC柔性电路这些制造工艺,你知道多少?
FPC的基本构造
单面结构的FPC的基本构成。传统的FPC情况下,铜箔导体固定在介入环氧树脂等粘结剂的聚酰亚胺等基体薄膜上,然后在蚀刻加工而成的电路上覆盖保护膜。这种结构使用环氧树脂等粘结剂,由于这种层构成的机械可靠性高,即使现在仍然是常用的标准结构之一。
然而环氧树脂或者丙烯酸树脂等粘结剂的耐热性比聚酰亚胺树脂基体膜的耐热性低,因此它成为决定整个FPC使用温度上限的瓶颈(Bottle Neck)。
在这种情况下,有必要排除耐热性低的粘结剂的FPC构成。这种构成既可以使整个FPC的厚度抑制到最小,大大提高耐弯曲性之类的机械特性,还有利于形成微细电路或者多层电路。
仅仅由聚酰亚胺层和导体层构成的无粘结剂覆铜箔板材料已经实用化,它扩大了适应各种用途材料的选择范围。
在FPC中也有双面贯通孔构造或者多层构造的FPC。
FPC的双面电路的基本构造与硬质PCB大致相同,层间粘结使用粘结剂,然而最近的高性能FPC中排除了粘结剂,仅仅使用聚酰亚胺树脂构成覆铜箔板的事例很多。FPC的多层电路的层构成比印制PCB复杂得多,它们称为多层刚挠(Multilayer Rigid? Flex)或者多层挠性(MultilayerFlex)等。
层数增加则会降低柔软性,在弯曲用途的部分中减少层数,或者排除层间的粘结,则可提高机械活动的自由度。为了制造多层刚挠板,需要经过许多加热工艺,因此所用的材料必须具有高耐热性。现在无粘结剂型的覆铜箔板的使用量正在增加。
FPC技术动向
随着用途的多样化和袖珍化,电子设备中使用的FPC要求高密度电路的同时,还要求质的意义上的高性能化。最近的FPC电路密度的变迁。采用减成法(蚀刻法)可以形成导体节距为30um以下的单面电路,导体节距为50um以下的双面电路也已经实用化。连接双面电路或者多层电路的导体层间的导通孔径也越来越小,现在导通孔孔径100um以下的孔已达量产规模。
基于制造母术的立场,高密度电路的可能制造范围。根据电路节距和导通孔孔径,高密度电路大致分为三种类型:(1)传统的FPC;(2)高密度FPC;(3)超高密度FPC。
在传统的减成法中,节距150um和导通孔孔径15 um的FPC已经量产化。由于材料或者加工装置的改善,即使在减成法中也可以加工30um的线路节距。此外,由于CO2激光或者化学蚀刻法等工艺的导入,可以实现50um孔径的导通孔量产加工,现在量产的大部分高密度FPC都是采用这些技术加工的。
然而如果节距25um以下和导通孔孔径50um以下,即使改良传统技术,也难以提高合格率,必须导入新的工艺或者新的材料。现在提出的工艺有各种加工法,但是使用电铸(溅射)技术的半加成法是最适用的方法,不仅基本工艺有所不同,而且使用的材料和辅助材料也有所差异。
另一方面,FPC接合技术的进步要求FPC具有更高的可靠性能。随着电路的高密度化,FPC的性能提出了多样化和高性能化的要求,这些性能要求在很大程度上依存于电路加工技术或使用的材料。
FPC制造工艺
软板厂迄今为止的FPC制造工艺几乎都是采用减成法(蚀刻法)加工的。通常以覆铜箔板为出发材料,利用光刻法形成抗蚀层,蚀刻除去不要部分的铜面形成电路导体。由于侧蚀之类的问题,蚀刻法存在着微细电路的加工限制。
基于减成法的加工困难或者难以维持高合格率微细电路,人们认为半加成法是有效的方法,人们提出了各种半加成法的方案。
利用半加成法的微细电路加工例。半加成法工艺以聚酰亚胺膜为出发材料,首先在适当的载体上浇铸(涂覆)液状聚酰亚胺树脂,形成聚酰亚胺膜。接着利用溅射法在聚酰亚胺基体膜上形成植晶层,再在植晶层上利用光刻法形成电路的逆图形的抗蚀层图形,称为耐镀层。
在空白部分电镀形成导体电路。然后除去抗蚀层和不必要的植晶层,形成第一层电路。在第一层电路上涂布感光性的聚酰亚胺树脂,利用光刻法形成孔,保护层或者第二层电路层用的绝缘层,再在其上溅射形成植晶层,作为第二层电路的基底导电层。重复上述工艺,可以形成多层电路。
利用这种半加成法可以加工节距为5um、导通孔为巾10um的超微细电路。利用半加成法制作超微细电路的关键在于用作绝缘层的感光性聚酰亚胺树脂的性能。
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