FPC軟板(FPC)技術發(fā)展趨勢（二）

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人氣：6954發(fā)布日期：2017-05-23 10:16【大中小】

2．具有抗電遷移的膠粘劑基撓性材料

在低性能產品使用的基材，經(jīng)熱壓制成品后，帶有膠粘劑基的FPC軟板中，當存在有濕氣并升溫或通電的狀態(tài)下，電路上的銅導線溶解形成銅離子在正負電荷性的導線之間，能通過膠粘劑及成排的導線。當離子在銅導線間排成列時，細線通常會產生類似栓接或成技狀生長的現(xiàn)象。嚴重時，細狀線會在導線間跨接，達到一厚度時便會導致整機電短路。特別是當電壓升高或電路密度增加時，電遷移現(xiàn)象會更嚴重，從而增加電路可靠性的故障的可能性。因此，如用在高密度互連結構的載板，也就意味著增加了風險度。所以，研制出抗電遷移的基板材料，既是在惡劣的條件下也不會發(fā)生電遷移現(xiàn)象。有時所使用的試驗答件相同，由于使用不同的基板材料，其試驗結果不同。因此，對于用于制造高密度互連結構的多層FPC軟板，在選擇基材料時，決不能忽視這個問題。

3．使用無粘膠劑基材

這種類型的基材有三種：第一種是聚酰亞胺金屬化膜；第二種是通過膠粘結將聚酰亞胺膜與銅箔層壓在一起也稱純聚酰亞胺膜，雖然采用膠粘劑，但由于膠粘劑與膜的化學性質相似，經(jīng)層壓后不呈現(xiàn)分離的膠粘劑；第三種是通過將液體澆鑄到銅箔上然后進行固化的聚酰亞胺膜，也稱之澆鑄聚酰亞胺膜。這種三種類型的PI膜成為無膠粘劑的基板材料，其性能各有所長，其性能見表3。

這三種類型的無膠粘劑的基板材料均用在高密度互連結構的用的印制板上，因為它不含有環(huán)氧樹脂或聚丙酸的膠粘劑層，這是非常重要的。這是因為膠粘劑會阻礙對PI膜進行化學蝕刻，因而使用無膠粘劑PI膜可用化學法制作導通孔。如果膠粘劑層較厚且軟，便會增加電路圖形的漂移或過度移動的現(xiàn)象。在高密度互連結構用載體的制造和使用，要求更高的工藝溫度或使用溫度，而這種類型的基材料滿足這種要求。從表3 可以看出，這三種類型的無膠粘劑的FPC軟板用的材料，從性能上看基本上滿足高密度互連結構對載體材料的技術要求。特別是澆鑄PI膜和金屬化PI膜在未來的HDI應用中，占有很重要的位置。這因為澆鑄PI材料在熱循環(huán)之后有更好的剝離強度，而金屬化PI膜則具有化學蝕刻速度快的優(yōu)點。但從應用角度分析，純PI膜材料仍然上有一定的優(yōu)勢，特別在制造顯示器中得到廣泛的應用。因為純PI層壓板的銅箔厚度范圍變得較寬，從30微米到70微米并具有多種類型的銅箔，因而可以提供最薄的結構，對于制造精細導線可獲得高的分辯率。同時利用此種材料制造的精細導線在高速高溫加工中比較穩(wěn)定，不會產生偏移或形變。其次，該材料在經(jīng)多次熱循環(huán)之后能夠保持較高的剝離強度，從而提高了電路的運行的可靠性。因而，純PI層壓板可被用來制作清晰準確的圖像。

　　從基材制造技術的快速發(fā)展，適合微電子儀器設備需要的新工藝、新材料研制與開發(fā)速度會更快。據(jù)預測在不久的將來，新一代的以液晶聚合物膜（LCP）為基礎的無膠粘劑型材料將取代無膠粘劑的PI膜。因為此種類型的材料具有耐潮濕、有較高的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點，其最重要的可用在高頻（最高可達10GHz）HDI的電路上。有可能此種新類型的載體材料，在無線及數(shù)字式撓性應用方面占據(jù)優(yōu)勢。

二、主體材料用的膠粘劑

在制造PI膜時，膠粘劑起到很重要的作用，它是在薄膜與銅箔、或薄膜與薄膜（指覆蓋膜）之間起到粘結作用。用于粘結層的材料有聚脂、丙烯酸、改性環(huán)氧、氟碳樹脂、聚酰亞胺等。從實用角度分析，要根據(jù)對粘結強度、尺寸穩(wěn)定性、耐熱及層壓工藝的不同的要求，選用適合的膠粘劑。也就是說要根據(jù)應用方面的需要，可針對不同的薄膜基材可采用多種不同類型的膠粘劑。如聚脂（PE）用的膠粘劑與聚酰亞胺（PI）用的是不同的。在用于聚酰亞胺（PI）基材的膠粘劑也有環(huán)氧類與丙烯酸類之分。但無論采用何種膠粘劑材料，它們都具有以下最顯著的缺點：即熱穩(wěn)定性差，與基材的熱膨脹系數(shù)相差較大；數(shù)層膠粘劑的厚度直接影響電路的散熱性。這兩個明顯的缺點，大大地降低了它的撓曲性能和撓曲有壽命，更重要的它的高熱膨脹系數(shù)（CTE），過大的Z軸熱膨脹，是鍍覆孔可靠性差的重要的工藝原因之一。這就限制它在HDI方面的應用。

但是由于在微型器件的飛速發(fā)展的驅動下，對撓性材料的性能要求提出更高的要求，在這種趨勢的推動下，研制出的無膠粘劑的PI層壓板，經(jīng)過多次工藝試驗，它具有較高的耐化學性能及更隹的電氣性能等。而且此種類型的材料沒有膠粘劑，基板厚度更薄，最高可減薄達20－30％，其重量也隨之減輕。

三、銅箔的選擇

撓性印制板用的銅箔分為壓延銅箔（RA）和電解銅箔（ED），它是覆蓋粘結在絕緣基材上的導體層，經(jīng)過最后選擇性蝕刻成為所需要的圖形。選擇何種類型的銅箔作為FPC軟板的導體，要根據(jù)圖形的精度要求和應用范圍所決定。但從兩種銅箔性能上的比較，各有優(yōu)點，壓延銅箔的延展性、抗彎曲性能要優(yōu)越于電解銅箔，它的延伸充達20－45％，而電解銅箔為4－40％。但電解銅箔由于是電鍍的方法形成的，其銅微粒結晶結構，在蝕刻時很容易形垂直的線條邊緣，非常利于精細導線的制作，再加上它的較為粗糙的一面與基材的結合力好，非常有利于焊接工藝。它與壓延銅箔相比，在彎曲半徑小或動態(tài)撓曲時，針狀結構容易斷裂，而且更容易在導線上形成針孔。正因為此種原因，制作FPC軟板最常使用的多數(shù)銅箔為壓延銅箔。壓延銅箔是采用厚的銅板經(jīng)多次重復壓延而成。通過多次壓延銅微粒形成水平軸狀結晶，具有比電解銅箔更高的延伸率。銅箔的厚度有18微米、35微米和70微米或更厚的銅箔。

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