PCB Bolg - 柔性PCB電路板的基板

現時柔性PCB電路板發展迅速，市場佔有率不斷提高，科技也取得了很大進步。 新的柔性PCB製造技術的出現，促使柔性PCB具有重量輕、厚度薄、靈活性强等優點，因而得到了廣泛的應用。

PCB電路板的基本效能取決於基板材料的效能，囙此，要真正提高PCB的技術性能，首先要提高基板材料的效能，這也適用於柔性PCB電路板。

柔性PCB電路板薄膜基板材料效能改進

薄膜基板材料的功能在於它能够在電路之間提供導體載體和絕緣介質。 此外，它必須能够彎曲和捲曲。

柔性PCB電路板通常使用的基材包括PI（聚醯亞胺）膜和PET（聚酯）膜，除此之外，還可以使用聚合物膜，如PEN（聚對苯二甲酸乙二醇酯）、PTFE和芳綸等。 基材膜應根據其效能和成本來選擇。

撓性覆銅板（FCCL）的主要基材包括PI，這是一種熱固性樹脂，不會達到軟化或流動的溫度。 然而，與大多數熱固性樹脂不同的是，它在熱聚合後仍能保持柔韌性和彈性。 PI具有高熱阻和優异的電力特性。 然而，PI會導致較高的吸濕性和較差的撕裂强度，應加以改進。 升級後的PI膜具有0.7%的吸濕性，遠低於1.6%的普通速率，並且具有更高的尺寸穩定性，從±0.04%轉換為±0.02%。

柔性覆銅板和剛性覆銅板都要求無鹵環保，這是電子工業發展的必然趨勢。  

PET樹脂具有良好的機械和電力效能，其最大的缺點是耐熱性差，無法直接焊接和組裝。 PEN的效能優於PET，低於PI，囙此PEN的應用不斷提高。

現時適用的塑膠薄膜種類超過2000種，其中必須有一些類型適用於柔性PCB設計製造。 囙此，隨著柔性PCB應用的擴大，將應用新的柔性PCB基板材料。

膠粘劑在銅箔與基材薄膜的粘接中起著重要作用，其一般分類有PI樹脂、PET樹脂、改性環氧樹脂和丙烯酸樹脂，其中改性環氧樹脂和丙烯酸樹脂因其附著力高而使用較多。

雙層柔性PCB電路板PI基板材料

柔性覆銅板通常包含三層：聚醯亞胺、粘合劑和銅箔。 由於粘合劑會降低柔性PCB的效能，尤其是電力效能和尺寸穩定性，囙此開發了無粘合劑的雙層柔性CCL（2L-FCCL）。 此外，由於2L-FCCL不含可能含有鹵素的粘合劑，囙此它有利於環境保護，並能够通過將溫度從220°C提高到260°C到300°C來滿足無鉛焊接的要求。 不含粘合劑的2L-FCCL和含粘合劑的3L-FCCL的性能比較總結如下所示。

柔性PCB電路板PI基板材料比較

2L柔性PCB電路板-FCCL有三種製造方法：

1、電鍍；

2、薄膜塗層；

3、層壓；

通過三種方法的比較，可以得出以下結論：聚醯亞胺薄膜上沉積的電鍍金屬層易於軋製，並且可以以較薄的基材和較低的成本拾取銅箔。 塗膜適用於批量生產，成本低。 層壓在雙面板FPC製作上效果更好。

柔性PCB電路板的LCP基板材料

為了從根本上改變聚醯亞胺基材的缺點，液晶聚合物（LCP）被開發出來。 由於熱塑性LCP薄膜覆蓋有銅箔，然後銅箔不斷熱壓，將獲得單面或雙面CCL。 這種CCL的特點是吸水率僅為0.04%，介電常數為2.85（1GHz），與高頻數位電路的要求相容。

聚合物具有液態特性，它將熔化為熱熔液晶聚合物（TLCP）。 當談到TLCP的優點時，它可以通過注塑成型，並通過壓入薄膜來製造，薄膜將成為PCB和柔性PCB的基板材料。 此外，它還可以進行二次加工、回收和再利用。 由於TLCP的低吸濕性、高頻適應性和熱尺寸穩定性，它開始在柔性PCB中應用。

符合環境要求的無鹵柔性基板材料

早在2003年，歐盟就發佈了RoHS和WEEE，禁止應用6種有害物質和廢棄電子電氣設備處理。 RoHS涉及PCB阻燃劑中使用的溴和表面塗層中的鉛。

無鹵素基板已開發並應用於剛性PCB和柔性PCB。 柔性基板材料，如FCCL、coverlay、預浸料和阻焊板以及加强板必須具有耐火性和無鹵素性。

柔性PCB電路板的新型銅箔

柔性PCB電路板的主要導電材料是銅或銅箔，有時也使用合金，包括鋁、鎳、金和銀等。 除了導電外，導體層應具有抗撓性。 根據製造方法的不同，銅箔分為電沉積（ED）銅箔和軋製退火（RA）銅箔。 兩種銅箔的區別在於晶體形狀不同：RA銅箔具有柱狀陣列形狀，結構均勻平坦，易於粗化和蝕刻處理。 ED銅箔具有魚鱗的特點，使銅箔光滑，韌性好，但無法進行粗化或蝕刻處理。 就要求高柔性的動態柔性PCB而言，通常使用RA銅箔。

現時，高密度柔性PCB電路板主要依賴於ED銅箔。 為了適應批量生產間距在40μm至50μm範圍內的PCB電路板的要求，提出了新的要求。 一種是銅箔表面應具有較低的粗糙度，另一種是銅箔應為超薄。

柔性PCB電路板的導電銀漿

在柔性PCB打樣製造過程中，導電油墨印刷在絕緣膜上，產生導線或遮罩層，這種導電油墨主要是導電銀漿。 印刷導電層要求電阻低、連接牢固、靈活。 此外，印刷應易於實施，固化應迅速。

新型導電銀漿滿足了低電阻和柔性的要求，能够在熱固性或熱塑性聚合物薄膜、織物和紙張上形成導電影像。 它還能够製作用於RFID產品的圖形。 使用導電銀漿的最終產品在高溫儲存、濕度測試和高低溫迴圈效能方面均合格。 導電油也是一種符合環保和低成本要求的科技。

柔性PCB電路板的光敏PI覆蓋層

傳統的PI/粘合劑coverlay無法實現高密度、高尺寸穩定性和環保等柔性PCB要求，囙此開發出了具有高柔性電阻的PIC（photo imageable coverlay），類似於阻焊油。

迄今為止，以改性環氧樹脂或丙烯酸樹脂為基料的液體或薄膜型PIC由於其分辯率高、結合力好、柔韌性好等優點，得到了廣泛的研究和應用。 PIC依賴改性環氧樹脂或丙烯酸樹脂的缺點在於其應用於高密度柔性PCB電路板的尺寸穩定性低、Tg低和熱阻低。

PCB電路板的基本效能取決於基板材料的效能，囙此，要真正提高柔性PCB電路板的技術性能，首先要提高柔性PCB材料的效能。