FPC制造技術(shù)發(fā)展，對FCCL提出更高要求

PCB廠商、PCB設(shè)計師、PCBA廠商將講解FPC制造技術(shù)的發(fā)展以及對FCCL的更高性能要求

隨著FPC在新領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品功能和產(chǎn)品性能也發(fā)生了很大的變化。 變化趨勢表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)FPC在IC基板的應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅出現(xiàn)在直接安裝在單芯片上的CSP和COF，也出現(xiàn)在由幾顆IC組成的SIP中。 封裝為柔性基板；

(2)FPC多層板和軟硬結(jié)合板發(fā)展迅速； 

(3)FPC電路圖形微細(xì)化； 

(4)柔性基板嵌入式元器件開發(fā)成果問世； 

(5)適應(yīng)無鹵無鉛FPC的快速發(fā)展； 

(6)柔性基板的組成正在向適應(yīng)高信號傳輸速度的方向發(fā)展。

以上發(fā)展趨勢對FPC基板材料提出了更高、更新的性能要求。 新的性能要求集中在以下性能：高頻（低介電常數(shù)）、高柔韌性、高耐熱性（高TG）、高尺寸穩(wěn)定性、低吸濕性、無鹵素等。

1、適應(yīng)高密度FPC

目前FPC的制造方法多為減法。 使用的基板材料是FCCL。 隨著高密度FPC的發(fā)展，單面FPC的導(dǎo)體間距由100um縮小到50um以下。 雙面FPC的導(dǎo)體間距也從200um縮小到100um以下。 通孔（TH）的孔徑從300um變?yōu)樾∮?00um。 通孔（IVH）的直徑一般為100um。 最近，50um IVH 直徑已經(jīng)設(shè)計和制造。 線寬和線距的細(xì)化要求其使用的FCCL更薄。 具體來說，F(xiàn)CCL結(jié)構(gòu)中絕緣層PI膜的厚度應(yīng)減至25um以下。 由它形成的電路的導(dǎo)體層（多為銅箔）由原來的35um減小到17.5um、12um、9um，甚至5um。 FCCL采用薄銅箔，也有利于精細(xì)電路的制作。 但同時，由于FCCL的絕緣層和導(dǎo)電層（銅箔）較薄，在FPC生產(chǎn)操作中極易折斷和損壞板材，導(dǎo)致不合格品增多。 因此，在FPC生產(chǎn)工藝設(shè)計中解決這一問題顯得尤為重要。 FPC生產(chǎn)運(yùn)輸過程中必須改進(jìn)工藝或設(shè)備。

2、靈活性高

最近，新型液晶顯示器和高像素數(shù)碼相機(jī)在使用軟板方面提高了線材的細(xì)度和線數(shù)。 這使得FPC設(shè)計更像是雙面FPC或多層FPC。 而且使用的FPC只有幾毫米寬。 雙面FPC的彎曲柔韌性通常低于單面FPC。 當(dāng)雙面FPC反復(fù)彎曲和彎曲時，電路圖上會同時產(chǎn)生較大的拉伸和收縮應(yīng)力。 因此，如何在FCCL的組成中使用特殊基材來解決提高彎曲性能的問題，成為FCCL行業(yè)面臨的新課題。

近年來隨著FPC應(yīng)用環(huán)境和方式的改變，提高系統(tǒng)特性成為技術(shù)發(fā)展的新課題。 柔韌性要求高的FPC一般應(yīng)用于音響電子產(chǎn)品和電腦的CD/DVD/HDD磁頭。 但近年來，隨著車載導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，F(xiàn)PC開始在車載應(yīng)用中得到應(yīng)用。 與家庭環(huán)境相比，車載環(huán)境的環(huán)境溫度條件更為嚴(yán)酷。 主要表現(xiàn)為FPC的工作環(huán)境溫度較高。 尤其是汽車電子產(chǎn)品中的硬盤驅(qū)動器部件，長期在接近60℃的環(huán)境溫度下工作。

近年來隨著手機(jī)和小型電子產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展，對FPC的高彎曲特性的要求也越來越嚴(yán)格。 尤其是電子產(chǎn)品中使用的電子元器件和CPU，隨著其功能的增加，其發(fā)熱量也大幅增加。 這樣，整機(jī)的平均工作溫度就會升高。 因此，F(xiàn)PC在高溫下的柔韌性就成為整機(jī)要求的重要項目。

再比如，在筆記本電腦和汽車電子產(chǎn)品中，整個產(chǎn)品在連續(xù)使用過程中，其工作環(huán)境溫度甚至可以達(dá)到80℃。 所使用的FPC在常溫下可以獲得很高的柔韌性，但在這種高溫下，F(xiàn)PC的柔韌性會由于粘合劑的軟化和儲存彈性的降低而變差。 在彎曲過程中，銅箔中也會發(fā)生應(yīng)力積累。 因此，抑制由此產(chǎn)生的板翹曲和基板開裂是FCCL非常重要的課題。

FCCL用三層膠起到FCCL薄膜與銅箔之間的粘接作用。 當(dāng)用于確定彎曲特性的環(huán)境溫度高于粘合劑的Tg時，粘合劑樹脂的儲能彈性降低并且FCCL的彎曲特性由于粘合劑樹脂的軟化而劣化。 FCCL彎曲時，銅箔也會發(fā)生應(yīng)力累積，板翹曲會因抑制而變得更嚴(yán)重。 當(dāng)FCCL發(fā)生彎曲時，銅箔也會發(fā)生應(yīng)力累積，導(dǎo)致基板因抑制而翹曲和開裂。 因此，在開發(fā)具有高耐熱性要求的FCCL時，提高膠粘劑的Tg成為一個非常重要的問題。 由高Tg粘合劑制成的FCCL與普通粘合劑制成的FCCL的彎曲性能測量值雖然在室溫下沒有差異，但在高溫高濕下卻有顯著差異。

3、高頻

由于安裝在FPC上的電子元器件在信息量和傳輸速度上不斷提高，柔性覆銅板的構(gòu)成材料也應(yīng)不斷更新和改進(jìn)，以提高FCCL本身的高速和高頻特性 .

4、高Tg

近年來，對高TgFPC基板材料的需求日益旺盛。 主要原因如下：

(1)隨著電子產(chǎn)品中使用的電子元器件和CPU功能的增加，其發(fā)熱量也明顯增加。 這使得整個產(chǎn)品的平均工作溫度升高。 因此，要求FPC基板材料具有更高的耐熱性。

(2)為保證其高可靠性，更重要的是要保證FPC能夠?qū)崿F(xiàn)高密度安裝及其電路圖形的離子遷移阻力(CFA)。 FPC基板的高耐熱性有利于提高抗離子遷移能力。

(3)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對高Tg FPC基板材料的需求更加強(qiáng)烈。 例如，直接安裝在FPC表面的COF，要求柔性基板具有更高的耐熱性，才能在FPC上直接鍵合芯片獲得高可靠性和高產(chǎn)品合格率。

5、無鹵素

國際上無鹵三層FCCL的發(fā)展普遍慢于剛性FR-4 CCL。 主要原因是PFC工廠普遍要求無鹵FCC產(chǎn)品價格不能高于傳統(tǒng)含溴FCC產(chǎn)品。 并且其耐熱性和尺寸穩(wěn)定性不應(yīng)低于含溴FCCL產(chǎn)品。 在實現(xiàn)無鹵三層FCCL方面，F(xiàn)CCL用無鹵環(huán)氧樹脂膠的開發(fā)難度更大，因為無鹵環(huán)氧樹脂膠一般對柔韌性、耐熱性及各種可靠性有負(fù)面影響。

調(diào)查結(jié)果顯示，F(xiàn)PC廠商對無鹵FCC的使用態(tài)度可分為四種。 其中，整套電子通訊產(chǎn)品已采用無鹵FPC產(chǎn)品的廠商，占受訪廠商總數(shù)的14%。 大部分整機(jī)電子及通訊產(chǎn)品廠商持“部分無鹵素”的態(tài)度，占受訪廠商總數(shù)的42%。

今年以來，高密度FPC、多層FPC、軟硬結(jié)合板、層壓法多層FPC的制造技術(shù)有了較大的進(jìn)步。 這使得FPC制造中FCC品種的選擇更傾向于采用適合FPC的高密度、高柔性、高頻（低介電常數(shù)）、高耐熱（高Tg）等特點的FCC產(chǎn)品。 PCB制造商、PCB設(shè)計人員和PCBA制造商將講解FPC制造技術(shù)的發(fā)展以及對FCCL的更高性能要求。