基質(zhì):
柔性PCB或剛性PCB中重要的材料是其基礎(chǔ)基板材料。它是整個(gè)PCB站立的材料。在剛性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亞胺(PI)膜和PET(聚酯)膜,除此之外,還可以使用聚合物膜,例如PEN(聚鄰苯二甲酸乙二酯),PTFE和芳綸等。
聚酰亞胺(PI)“熱固性樹(shù)脂”仍然是Flex PCB常用的材料。它具有出色的拉伸強(qiáng)度,在-200 O C至300 O C的寬工作溫度范圍內(nèi)非常穩(wěn)定,具有耐化學(xué)腐蝕性能,出色的電性能,高度耐用和出色的耐熱性。與其他熱固性樹(shù)脂不同,即使在熱聚合后也可以保持其彈性。然而,PI樹(shù)脂的缺點(diǎn)是撕裂強(qiáng)度差并且吸濕率高。另一方面,PET(聚酯)樹(shù)脂的耐熱性較差,“使其不適合直接焊接”,但具有良好的電氣和機(jī)械特性。另一種基材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。這是因?yàn)樗诒3諴I的所有特性的同時(shí)克服了PI基板的缺點(diǎn)。LCP具有%的耐濕性和抗?jié)裥?,?GHz時(shí)的介電常數(shù)為。這使其在高速數(shù)字電路和高頻RF電路中聞名。LCP的熔融形式稱為TLCP,可以注塑成型并壓制成柔性PCB基板,并且可以輕松回收。
樹(shù)脂:
另一種材料是將銅箔和基底材料緊密粘合在一起的樹(shù)脂。樹(shù)脂可以是PI樹(shù)脂,PET樹(shù)脂,改性環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂。樹(shù)脂,銅箔(頂部和底部)和基材形成了稱為“層壓板”的三明治。這種層壓板稱為FCCL(柔性覆銅層壓板),是通過(guò)在受控環(huán)境下通過(guò)自動(dòng)壓制對(duì)“堆棧”施加高溫和高壓而形成的。在這些提到的樹(shù)脂類型中,改性環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂具有很強(qiáng)的粘合性能
這些粘合樹(shù)脂不利于Flex PCB的電氣和熱性能,并降低尺寸穩(wěn)定性。這些膠粘劑還可能含有對(duì)環(huán)境有害的鹵素,并且受到歐盟(歐盟)法規(guī)的限制。根據(jù)這些環(huán)境保護(hù)法規(guī),限制使用7種有害物質(zhì),其中鉛(Pb),汞(Hg),鎘(Cd),六價(jià)鉻(Cr 6+),多溴聯(lián)苯(PBB),多溴聯(lián)苯醚(PBDE) ),鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)。
因此,解決此問(wèn)題的方法是使用不帶粘合劑的2層FCCL。2L FCCL具有良好的電性能,高耐熱性和良好的尺寸穩(wěn)定性,但其制造困難且成本高。
銅箔:
柔性PCB中的另一種材料是銅。PCB走線,走線,焊盤,過(guò)孔和孔都填充有銅作為導(dǎo)電材料。我們都知道銅的導(dǎo)電特性,但是如何在PCB上印刷這些銅跡線仍是討論的主題。在2L-FCCL(2層柔性覆銅箔層壓板)基板上有兩種銅沉積方法。1-電鍍2-層壓。電鍍方法的粘合劑較少,而層壓板包含粘合劑。
電鍍:
在需要超薄Flex PCB的情況下,通過(guò)樹(shù)脂粘合劑在PI基板上層壓銅箔的常規(guī)方法不適合。這是因?yàn)閷訅汗に嚲哂?層結(jié)構(gòu),即(Cu-Adhesive-PI)使堆疊層更厚,因此不建議用于雙面FCCL。因此,使用了另一種稱為“濺射”的方法,其中通過(guò)“無(wú)電”電鍍通過(guò)濕法或干法將銅濺射在PI層上。該化學(xué)鍍沉積了非常超薄的銅層(種子層),而在稱為“電鍍”的下一步驟中沉積了另一層銅層,其中較厚的銅層沉積在銅的薄層(種子層)上。此方法無(wú)需使用樹(shù)脂粘合劑即可在PI和銅之間形成牢固的粘合力。
層壓:
在這種方法中,PI基材通過(guò)覆蓋層與超薄銅箔層壓在一起。Coverlay是一種復(fù)合膜,其中將熱固性環(huán)氧粘合劑涂覆在聚酰亞胺膜上。這種覆蓋膠粘劑具有出色的耐熱性能和良好的電絕緣體,具有彎曲,阻燃和填充間隙的特性。特殊類型的覆蓋層稱為“ Photo Imageable Coverlay(PIC)”,它具有出色的粘合力,良好的抗撓性和環(huán)境友好性。但是,PIC的缺點(diǎn)是耐熱性差,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低
軋制退火(RA)與電沉積(ED)銅箔:
兩者之間的主要區(qū)別在于其制造過(guò)程。ED銅箔是通過(guò)電解法由CuSO4溶液制成的,其中將Cu2 +浸入旋轉(zhuǎn)的陰極輥中并剝離,然后制成ED銅。而RA不同厚度的銅是通過(guò)加壓工藝由高純度銅(> %)制成的。
電沉積(ED)銅的導(dǎo)電性比滾壓退火(RA)銅好,而RA的延展性比ED好得多。對(duì)于Flex PCB,就柔韌性而言,RA是更好的選擇,而ED是導(dǎo)電性的更好選擇。