柔性PCB的主要材料

隨著迅速增長(zhǎng)的電子和電信工程領(lǐng)域要求技術(shù)創(chuàng)新，工程師和科學(xué)家不斷尋找新穎的方法來改善最終產(chǎn)品的質(zhì)量，生命周期和可靠性。為此，柔性PCB材料是當(dāng)今研究的重點(diǎn)。在我們周圍的幾乎所有電子設(shè)備（如打印機(jī)，掃描儀，高清相機(jī)，手機(jī)，計(jì)算器等）中都可以找到柔性PCB。因此，柔性PCB材料的研究和制造工藝的改進(jìn)可以最大程度地降低生產(chǎn)成本并提高質(zhì)量和可靠性。最終產(chǎn)品。在本文中，我們將分析柔性PCB制造工藝中使用的主要材料類型。

柔性PCB的屬性：

我們知道，柔性PCB可以很容易彎曲，并可以安裝微型電子元件。它的重量也非常輕且超薄，因此可以安裝在為主題電子產(chǎn)品或最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)的任何小隔間或外殼中。柔性印刷電路板最適合需要解決外殼空間限制的應(yīng)用。

柔性PCB的常見基板材料類型：

基質(zhì)：

柔性PCB或剛性PCB中最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）“熱固性樹脂”仍然是Flex PCB最常用的材料。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。與其他熱固性樹脂不同，即使在熱聚合后也可以保持其彈性。然而，PI樹脂的缺點(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?/span>PI的所有特性的同時(shí)克服了PI基板的缺點(diǎn)。LCP具有0.04％的耐濕性和抗?jié)裥?，?/span>1GHz時(shí)的介電常數(shù)為2.85。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。

樹脂：

另一種材料是將銅箔和基底材料緊密粘合在一起的樹脂。樹脂可以是PI樹脂，PET樹脂，改性環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂。樹脂，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），是通過在受控環(huán)境下通過自動(dòng)壓制對(duì)“堆棧”施加高溫和高壓而形成的。在這些提到的樹脂類型中，改性環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂具有很強(qiáng)的粘合性能

這些粘合樹脂不利于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中的另一種頂級(jí)材料是銅。PCB走線，走線，焊盤，過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，通過樹脂粘合劑在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?/span>3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“無電”電鍍通過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。此方法無需使用樹脂粘合劑即可在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)別在于其制造過程。ED銅箔是通過電解法由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加壓工藝由高純度銅（> 99.98％）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。