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基材對無膠柔性線路板來說至關重要,看過這篇就明白了

2022-03-10 11:16

  軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit,柔性線路板),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)二層無膠軟板柔性線路板基材結構新發展的無膠軟板柔性線路板基材(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。

無膠軟板柔性線路板基材重要的特性

01耐熱性

  無膠軟板柔性線路板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, 無膠軟板柔性線路板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柔性線路板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是無膠軟板柔性線路板基材與三層有膠軟板基材抗撕強度對溫度之關系,結果表示無膠軟板柔性線路板基材當溫度大于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

  無膠軟板柔性線路板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,無膠軟板柔性線路板將成為市場的主流。

03抗化性

  無膠軟板柔性線路板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。
無膠軟板柔性線路板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。

無膠軟板柔性線路板基材的制造法
無膠軟板柔性線路板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柔性線路板基材,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),形成無膠軟板柔性線路板基材。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 。無膠軟板柔性線路板基材的制造方法,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,無膠軟板柔性線路板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,無膠軟板柔性線路板基材市場規模已從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,無膠軟板柔性線路板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柔性線路板基材市場需求將十分殷切。

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