基材對無膠FPC來說至關重要,這些方法你用得到… ?
日期:2021-01-31 點擊數:
基材對無膠FPC來說至關重要,這些方法你用得到…
軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit,FPC),簡稱軟板,具有柔軟、輕、薄及可撓曲等到優點,在資訊電子產品快速走向輕、薄、短、小趨勢下,目前已廣泛的應用在筆記型電腦、數位相關、手機、液晶顯示器等到用途。
傳統軟板材料,主要是以PI 膜/接著劑/銅箔之三層結構為主,接著劑是以Epoxy/Acrylic為主,但接著劑的耐熱性與尺寸安定性不佳,長期使用溫度限制在100 200,使得三層有膠軟板基材(3-Layer Flexible Copper Clad Laminate,3-Layer FCCL)的領域受限。(A)三層有膠軟板基飄揚結構 (B)二層無膠軟板FPC基材結構新發展的無膠軟板FPC基材(2-Layer FCCL)僅由PI膜/銅箔所組成,因為不需使用粘著劑而增加了產品長期使用的依賴性及應用范圍。
無膠軟板FPC基材重要的特性
01
耐熱性
無膠軟板FPC基材由于沒有耐熱差的接著劑,所以耐熱性相當優異,且長期使用溫度可達300以上,圖2是在定溫200下, 無膠軟板FPC基材與三層有膠軟基材抗撕強度對時間的關系,結果表示高溫長時間下無膠軟板FPC基材抗撕強度變化極小,而三層有膠軟板在高溫短時間內抗撕強度就急劇下降。圖3是無膠軟板FPC基材與三層有膠軟板基材抗撕強度對溫度之關系,結果表示無膠軟板FPC基材當溫度大于120,因接著劑劣化使得抗撕強度劇烈下降。一般在軟板上做SMT焊接時,溫度大多超過300,另外軟硬結合板(Rigid-Flex)生產中的壓合過程溫度也高達200,對三層有膠軟板基材而言并不適用這些應用。
02
尺寸安定性
無膠軟板FPC基材尺寸變化尺寸變化受溫度影響相當小,即使高溫(300下)尺寸變化率仍在0。1%之內;但三層有膠軟板尺寸變化率受溫度影響甚大。良好的盡寸安定性對于細線路化制程會有相當大幫助,現今高階的電子產品如LCD、電電視(PDP)、COF基板等皆強調細線化、高密度、高尺寸安定、耐高溫及可靠性,所以在資訊電子產品逐漸走向輕薄短小的趨勢發展下,無膠軟板FPC將成為市場的主流。
03
抗化性
無膠軟板FPC基材的抗拒化學藥品性能相當優異,在長時間下抗撕強度無明顯改變,而三層有膠軟板基材則因接著劑的耐化學藥品性不佳,抗撕強度隨時間增長而大幅下降。
無膠軟板FPC基材其它的特性還包括可降低基材厚度,符合輕薄短小趨勢,此外因為蝕刻后氯離子的殘留量低,降低了離子遷移性,也嗇了細線路的長期信賴性。
無膠軟板FPC基材的制造法
無膠軟板FPC基材制造方式有三種:
(1) 濺鍍法/電鍍法:以PI膜為基材,利用真空濺鍍(Sputtering)在PI膜鍍上一層金屬層后,再以電鍍法(Electroplating), 使銅厚度增加。此法優勢是能生產超薄的無膠軟板FPC基材,銅厚后3 12,另外還可生產雙面不同厚度的軟板。
(2) 涂布法:以銅箔為基材,將合成好的聚酰胺酸(Ployamic acid)以精度的模頭擠壓涂布在成卷的銅箔上,經烘箱干燥及亞酰胺化后(Imidization),形成無膠軟板FPC基材。涂布法多用于單面軟板,若銅厚低于12以下,此法制造不晚且對雙面軟板基材制造有困難。
(3) 熱壓法:以PI膜為基材先涂上一層薄的熱可塑性PI樹脂,先經高溫硬化,再利用高溫高壓將熱可塑性PI重新熔融與銅箔厚度同樣很難低于12 。無膠軟板FPC基材的制造方法,其中以[濺鍍/電鍍法]最能達到超薄的要求——銅箔厚度3 12,唯目前仍須克服設備投資過于高昂及技術的問題,才能達成量產目標。
應用與市場現況
根據Mektec 的市場預估,未來5年內,無膠軟板FPC基材將逐步取代三層有膠軟板基材,高階軟板的市場,以日本市場為例,無膠軟板FPC基材市場規模已從1997年的29萬平方公尺,提升為2000年172萬平方公尺,市場規模成長將近6倍,而占有率也將從3。4%提高為16。8。此外,歐盟將于2004年全面禁止含鹵素及鉛等有毒物質的產品輸入,無膠軟板FPC基材因免除接著劑的使用,不需使用含鹵素的給燃劑,同時又可滿足無鉛高溫制程的要求,正是業者最佳的選擇。
結論:強調攜帶輕巧化、人性化的資訊及通訊產品已成為當今市場主流,在國內已經成為全球第二大筆記型電腦生產地,以及通訊市場快速起飛等刺激下,未來事攜式產品朝向輕薄短小、高功能、細線化、高密度之走勢,未來銅厚度在5以下的超薄無膠軟板FPC基材市場需求將十分殷切。
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