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FPC軟板(FPC)技術(shù)發(fā)展趨勢（二）

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人氣：6566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(chǎn)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(dāng)存在有濕氣并升溫或通電的狀態(tài)下，電路上的銅導(dǎo)線溶解形成銅離子在正負(fù)電荷性的導(dǎo)線之間，能通過膠粘劑及成排的導(dǎo)線。當(dāng)離子在銅導(dǎo)線間排成列時，細(xì)線通常會產(chǎn)生類似栓接或成技狀生長的現(xiàn)象。嚴(yán)重時，細(xì)狀線會在導(dǎo)線間跨接，達(dá)到一厚度時便會導(dǎo)致整機(jī)電短路。特別是當(dāng)電壓升高或電路密度增加時，電遷移現(xiàn)象會更嚴(yán)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(jié)構(gòu)的載板，也就意味著增加了風(fēng)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(jié)果不同。因此，對于用于制造高密度互連結(jié)構(gòu)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(jié)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(xué)性質(zhì)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(jìn)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(jié)構(gòu)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(jìn)行化學(xué)蝕刻，因而使用無膠粘劑PI膜可用化學(xué)法制作導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)對載體材料的技術(shù)要求。特別是澆鑄PI膜和金屬化PI膜在未來的HDI應(yīng)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(xué)蝕刻速度快的優(yōu)點。但從應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)，對于制造精細(xì)導(dǎo)線可獲得高的分辯率。同時利用此種材料制造的精細(xì)導(dǎo)線在高速高溫加工中比較穩(wěn)定，不會產(chǎn)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(zhǔn)確的圖像。

　　從基材制造技術(shù)的快速發(fā)展，適合微電子儀器設(shè)備需要的新工藝、新材料研制與開發(fā)速度會更快。據(jù)預(yù)測在不久的將來，新一代的以液晶聚合物膜（LCP）為基礎(chǔ)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(dá)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(yīng)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(jié)作用。用于粘結(jié)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(jié)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(yīng)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(yīng)用。

但是由于在微型器件的飛速發(fā)展的驅(qū)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(xué)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(dá)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(jié)在絕緣基材上的導(dǎo)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(dǎo)體，要根據(jù)圖形的精度要求和應(yīng)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(dá)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(jié)晶結(jié)構(gòu)，在蝕刻時很容易形垂直的線條邊緣，非常利于精細(xì)導(dǎo)線的制作，再加上它的較為粗糙的一面與基材的結(jié)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(jié)構(gòu)容易斷裂，而且更容易在導(dǎo)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(fù)壓延而成。通過多次壓延銅微粒形成水平軸狀結(jié)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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