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    柔性PCB的常见基板材料类型

            2021-03-23 07:27:51        4392次浏览

    基质:

    柔性PCB或刚性PCB中重要的材料是其基础基板材料。它是整个PCB站立的材料。在刚性PCB中,基板材料通常是FR-4。但是,在Flex PCB中,常用的基材材料是聚酰亚胺(PI)膜和PET(聚酯)膜,除此之外,还可以使用聚合物膜,例如PEN(聚邻苯二甲酸乙二酯),PTFE和芳纶等。

    聚酰亚胺(PI)“热固性树脂”仍然是Flex PCB常用的材料。它具有出色的拉伸强度,在-200 O C至300 O C的宽工作温度范围内非常稳定,具有耐化学腐蚀性能,出色的电性能,高度耐用和出色的耐热性。与其他热固性树脂不同,即使在热聚合后也可以保持其弹性。然而,PI树脂的缺点是撕裂强度差并且吸湿率高。另一方面,PET(聚酯)树脂的耐热性较差,“使其不适合直接焊接”,但具有良好的电气和机械特性。另一种基材PEN具有比PET更好的中等水平性能,但不比PI更好。

    液晶聚合物(LCP)基板:

    LCP是在Flex PCB中迅速流行的基板材料。这是因为它在保持PI的所有特性的同时克服了PI基板的缺点。LCP具有%的耐湿性和抗湿性,在1GHz时的介电常数为。这使其在高速数字电路和高频RF电路中闻名。LCP的熔融形式称为TLCP,可以注塑成型并压制成柔性PCB基板,并且可以轻松回收。

    树脂:

    另一种材料是将铜箔和基底材料紧密粘合在一起的树脂。树脂可以是PI树脂,PET树脂,改性环氧树脂和丙烯酸树脂。树脂,铜箔(顶部和底部)和基材形成了称为“层压板”的三明治。这种层压板称为FCCL(柔性覆铜层压板),是通过在受控环境下通过自动压制对“堆栈”施加高温和高压而形成的。在这些提到的树脂类型中,改性环氧树脂和丙烯酸树脂具有很强的粘合性能

    这些粘合树脂不利于Flex PCB的电气和热性能,并降低尺寸稳定性。这些胶粘剂还可能含有对环境有害的卤素,并且受到欧盟(欧盟)法规的限制。根据这些环境保护法规,限制使用7种有害物质,其中铅(Pb),汞(Hg),镉(Cd),六价铬(Cr 6+),多溴联苯(PBB),多溴联苯醚(PBDE) ),邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)。

    因此,解决此问题的方法是使用不带粘合剂的2层FCCL。2L FCCL具有良好的电性能,高耐热性和良好的尺寸稳定性,但其制造困难且成本高。

    铜箔:

    柔性PCB中的另一种材料是铜。PCB走线,走线,焊盘,过孔和孔都填充有铜作为导电材料。我们都知道铜的导电特性,但是如何在PCB上印刷这些铜迹线仍是讨论的主题。在2L-FCCL(2层柔性覆铜箔层压板)基板上有两种铜沉积方法。1-电镀2-层压。电镀方法的粘合剂较少,而层压板包含粘合剂。

    电镀:

    在需要超薄Flex PCB的情况下,通过树脂粘合剂在PI基板上层压铜箔的常规方法不适合。这是因为层压工艺具有3层结构,即(Cu-Adhesive-PI)使堆叠层更厚,因此不建议用于双面FCCL。因此,使用了另一种称为“溅射”的方法,其中通过“无电”电镀通过湿法或干法将铜溅射在PI层上。该化学镀沉积了非常超薄的铜层(种子层),而在称为“电镀”的下一步骤中沉积了另一层铜层,其中较厚的铜层沉积在铜的薄层(种子层)上。此方法无需使用树脂粘合剂即可在PI和铜之间形成牢固的粘合力。

    层压:

    在这种方法中,PI基材通过覆盖层与超薄铜箔层压在一起。Coverlay是一种复合膜,其中将热固性环氧粘合剂涂覆在聚酰亚胺膜上。这种覆盖胶粘剂具有出色的耐热性能和良好的电绝缘体,具有弯曲,阻燃和填充间隙的特性。特殊类型的覆盖层称为“ Photo Imageable Coverlay(PIC)”,它具有出色的粘合力,良好的抗挠性和环境友好性。但是,PIC的缺点是耐热性差,玻璃化转变温度(Tg)低

    轧制退火(RA)与电沉积(ED)铜箔:

    两者之间的主要区别在于其制造过程。ED铜箔是通过电解法由CuSO4溶液制成的,其中将Cu2 +浸入旋转的阴极辊中并剥离,然后制成ED铜。而RA不同厚度的铜是通过加压工艺由高纯度铜(> %)制成的。

    电沉积(ED)铜的导电性比滚压退火(RA)铜好,而RA的延展性比ED好得多。对于Flex PCB,就柔韧性而言,RA是更好的选择,而ED是导电性的更好选择。

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