FPC材料简介

FPC材料簡介報告大綱一.銅箔基材(CCL)二.覆蓋膜(CVL)三.補強片(Stiffener)四.膠(ADHESIVE)五.其他軟性銅箔基板用材料接著劑銅箔高分子薄膜環氧樹脂PET（聚脂）PI（聚醯亚胺）壓延銅電解銅1.1組成一、銅薄基材簡稱CCL:CopperCladLaminates壓克力系銅箔基材的組成---PIFilm聚醯亞胺(Polyimide，簡稱PI)是一種含有醯亞胺基的有機高分子材料，其製備方式主要是由雙胺類及雙酣類反應聚合成聚醯胺酸高分子(Polyamicacid，簡稱PAA)，之後經過高溫熟化脫水(Imidization)形成聚醯亞胺高分子。PIFilm（聚酰亞胺）典型結構及特性NONOO(芳香族環)(強鍵結能)(分子鏈剛性)(分子對稱性)(熱安定性)(耐化學藥品性)(機械強度)(電氣特性)1.熱安定性-5%重量損失溫度在550℃左右。2.電氣性能-介電常數3.0~3.5，消耗因素0.003~0.005。表面電阻1015~1016Ω，體積電阻1016~1017Ω-cm。3.機械特性-拉伸強度12~20Kg/mm2;伸長率10~80%。4.化學特性-除了強鹼之外，可耐各種酸堿及有機溶劑。ConductorBaseFilmAdhesive1.2.1雙面銅薄基材Double-SidedC.C.L1.2CCL分類(依導體層)1.2.2單面銅薄基材Double-SidedC.C.LConductorBaseFilmAdhesive1.2.3純銅薄PureCopperConductor1.3銅箔基材分類(依銅箔)項次項目RA銅(RollAnnealcopperFoil)ED銅(ElectrolysisDespositionCopperFoil)1形成說明是將銅塊經多次重复輥軋后再經高溫回火韌化處理而成。其結晶為片狀組織，柔軟度特別好，非常适合制作軟板。另外因其表面平滑适合制作高頻高速細線路。將銅材溶解在稀硫酸里，配成硫酸銅溶液。在高電場的作用下，銅附著在金屬滾筒(陰极輪)上。金屬滾筒旋轉，銅剝离金屬滾銅形成薄銅箔卷出。對著滾筒的面叫做光面(DrumSide)，背對滾筒的面叫做毛面(MatteSide)，銅剝离滾筒表面，這种銅箔叫做電解銅箔。2銅晶排列3優點耐折性高,適合做細線路單價低廉,貨源較足,超薄銅皮易形成,4缺點單價高,供應周期較長.耐折性低,不適合做細線路輥輪退火銅板硫酸銅1.3.1分為壓延銅和電解銅:壓延銅箔制程介紹電解銅箔制程介紹1、銅材溶解在稀硫酸裏，配成硫酸銅溶液。2、在電場的作用下，銅附著在金屬滾筒上。金屬滾筒旋轉，銅剝離金屬滾銅形成薄銅箔卷出。3、對著滾筒的面叫做光面，背對滾筒的面叫做毛面,銅剝離滾筒表面。4、對銅皮表面鍍鉻，進行鉻化處理。此种表面稍帶灰色的“鉻化層”除可達到某种程度的防鏽防斑變色的效果外，因其又有少量的氯化銨存在，故對光銅面的焊錫性有利，使不致因鉻的參与而過于劣化。銅箔斷面觀察高折動電解銅箔（1oz）壓延銅箔（1oz）常態組織熱後組織常態組織熱後組織高溫高折動電解銅箔（1oz）3000x壓延銅箔（1oz）壓延銅箔（1oz）1.3銅箔基材分類(依底材)項次項目PETPI1耐熱性低(180℃)高(260℃)2尺寸安定性劣一般3耐撓折性低高4加工性容易容易5電氧特性較好佳6使用面較窄廣7成本較低一般1.3.2分為PI和PET:1.3銅箔基材分類(依膠層)項次項目壓克力膠係(丙烯環氧樹脂膠系聚酰亞胺膠系(PI)1耐熱性佳一般佳2接著強度佳佳一般3耐化學性良好良好良好4電性良好极好(絕緣電壓是前者的1/10)良好5撓折性良好一般一般6成本中中高一般選用環氧樹脂膠係銅箔,膠厚從0.5~1.5mil不等,較多為0.8,1.0mil;1.3.3分為壓克力膠係,環氧樹脂膠係和PI膠系:3layersflexvs.2layersflex特性比較1.3.4依有無膠可分為3-Layers和2-Layers項次項目有膠銅箔(三層)無膠銅箔(二層)1總厚度30~150um12.5~125um2耐熱性一般高3尺寸安定性一般良好4耐撓折性一般良好5加工性易難6耐化學性較好很好7孔銅可靠性一般高8電氣特性較好很好9成本一般高銅箔介電常數及消散因子變化比較:濕處理時間頻率溫度1.3.5膠（Adhesive）的一般組成環氧樹脂双酚A環氧樹脂(基础環氧樹脂);溴化環氧樹脂(耐燃環氧樹脂);无卤素環氧樹脂(含氮、磷或金属元素之耐燃環氧樹脂).增韌劑成分：對苯二甲酸脂、CTBN等作用：增加接著劑之彈性、韌性，減小硬化時的收縮。填充劑无机氢氧化物，减小硬化收缩与热膨胀系数，改善热传导与机械加工性.填充劑之目的在于增大硬化树脂的黏度、形成适合作业的流动性、thixotropic(凝胶性、摇变形)性质.硬化劑參與環氧樹脂的開鏈反應，依反應溫度可區分為高溫、中溫與常溫三種類型促進劑可減少硬化時間並降低反應溫度主要成分為：1.4銅箔基材的一般特性使用拉力測試機測試:一般大於1.0kg/cm^21.4.1剝離強度(PeelStrengthkgf/cm)IPC-TM-650No.2.4.9CCLTestPiece150mm1/8‘1.4.2尺寸安定性(DimensionalStability)I=InitialReading(beforeetching)F=FinalReading(afteretching)MD=+(A-B)F-(A-B)I(A-B)I(C-D)F-(C-D)I(C-D)I2100TD=+(A-C)F-(A-C)I(A-C)I(B-D)F-(B-D)I(B-D)I2100240mm250mmMACHINEDIRECTIONTDABDCIPC-TM-650No.2.2.41.4.3漂錫(SolderFloatResistance)Pre-treatmentTestspecimen33cmTemperature:135oCTime:60minTestConditionTemperature:288oCTime:10secIPC-TM-650No.2.4.131.4.4耐彎曲測試(FlexuralEndurance)•MITTypeEnduranceTester•EtchingSampleMD、TD•TestPieceUnit:mm1511101110JIS-C-6471•TestCondition:R=0.8mm，Load=0.5kg*IPC:Thelinesareall1.5mmwide.IPCBendingtestequipmentMITEquipmentFlexuralEnduranceEquipment1.4.5耐化學溶劑性從上表可看出CCL最不耐是MEK,酒精對其影響最小;1.4.6耐燃性UL認證(UnderwritersLaboratoriesInc.)------美國安全檢測實驗室公司UL94:儀器和塑料部件用塑料材料的燃燒性測試垂直燃燒測試劃分為:V-0級V-1級V-2級單個試樣每次點火後的有燃時間/S≦10≦30≦30每組5個試樣10點火後的總有燃時間/S≦50≦250≦250第2次試驗火焰移開後的有燃燒時間加無燃燒時間/S≦30≦60≦60有燃燒或無燃燒至夾具無無無燃燒滴落物引燃薄棉紙無無有性能要求膠片塗佈乾燥壓合卷取前熟化配合塗佈乾燥壓合熟化檢查裁斷裁切出貨配膠接著劑銅箔銅箔1.5銅箔基材的製造流程簡介一般雙面板壓延銅:軟式印刷電路板上、中、下游之產業關聯圖聚亞醯胺薄膜杜邦宇部興産鍾淵化工達邁電解銅箔長春/古河台灣銅箔南亞/金居李長榮科技(三井/日礦)接著劑PET南亞新光(帝人)(ICI)上游原料與供應商中游基板材料製造廠軟性印刷電路板製造廠雙面板保護膠片單面板行動電話,硬碟機,軟碟機,印表機,汽車儀表,照相機,CD-ROM,DVD-ROM,個人電腦/Note-Book,消費性電子產品,Smartcard(Telephonecard),液晶顯示器關聯材料…等等下游印刷電路板製造廠運用範圍台郡/雅新/圓裕/百稼/同泰/嘉連益/易鼎/旭軟/儷耀/華虹/旗勝/毅嘉/軟性基板:杜邦-太巨,四維,長傑士(長春)台虹,律勝,旗勝太巨/台虹旗勝/律勝長傑士/四維壓延銅箔(日礦:JE)(福田)(日本電解)(Olin)離型紙(Lintec)(藤森)(王子)台利軟硬複合板二、覆蓋膜(CVL)Coverlay(覆蓋膜)作用:保護線路;絕緣;增强抗撓折性.離形紙AdhesiveBasefilm特長：1.電氣特性佳。2.加工性良好。3.柔軟性優。2.1CVL分類及特性2.1.1主要依底材分PI和PETP.S.:新應用之液態感光型CVL;2.1.2特性比較:項次厚度最小孔徑開孔加工精度位置精度撓折壽命生產性成本130~160um0.5mm±0.2mm±0.3mm高低中210~25um0.8mm±0.2mm±0.5mm中高低3乾膜型25~50um0.1mm±0.03mm±0.05mm低中中4液態型10~25um0.07mm±0.03mm±0.05mm中高低感光型薄膜型綱版印刷型種類0.1320.1430.1090.1040.0810.0630.04400.050.10.150.25sec.10sec.20sec.30sec.40sec.50sec.60sec.預壓時間溢膠量（mm)壓合條件:190oC/85(kg/cm2)錶壓/成形壓60sec2.2CVL特性之溢膠量-以臺虹FD1035為例--預壓時間v.s溢膠量變化圖2.3CVL不同膠係特性一般以環氧樹脂膠系及丙烯酸膠系常用主劑環氧樹脂酚醛樹脂丙烯酸樹脂柔軟性特佳儲存壽命長儲存壽命長同時適用快速及傳統壓著壓著時溢出量少柔軟性較好烘烤溫度165OC升溫1時,持溫1時140OC升溫1.5時,持溫1時160OC升溫1時,持溫1時置於5OC冷藏庫中質地較剛硬有一定吸濕性噴鍚前先乾燥噴鍚前先以100OC乾燥30分不適NC鑽孔適用快速壓合外觀膠色呈白霧狀膠色透明度較高膠色透明度較高特長使用限制三、補強片3.1作用:A軟板上局部區域為了焊接零件;B增加補強以便安裝;C補償軟板厚度DielectricSubstrateAdhesive3.2補強片材料比較項次項目酚醛樹脂玻璃纖維PETPI金屬板(SUS)1厚度0.6~2.4mm0.1~2.4mm0.025~0.25mm0.0125~0.125mm無特別限制2對焊錫的耐熱性可良好不可良好良好3可使用溫度~70~110~50~130~1304機械強度大大小小大5熱硬化型接著劑不可可不可可可6耐燃性UL94V-0可UL94V-0可不可UL94V-0可UL94V-0可7成本中高低高中8主要用途承載接腳零件承載有接腳的SMT零件連接器插頭承載SMT零件承載SMT零件9其他具成形性四、膠(ADHESIVE)4.1膠的分類及特性項次項目感壓膠(PSA)熱固膠(ThermalSet)1厚度25~100um25~50um2接著強度中高3潛變特征低良好4耐溶劑性低高5焊錫耐熱性一般很好6生產加工性高(直接貼合)低(180℃壓合+烘烤)7材料成本低一般8品種列舉3M系列KA系列膠,杜邦FR0100,SONYD3410感壓膠接著易產生氣泡,位移等情形4.2感壓膠的分類及性能比較項次種類耐溫性膠系形式厚度(mm)13M467149℃Acrylic無基材0.0523M468149℃Acrylic無基材0.1333M9460260℃Acrylic無基材0.0543M9469260℃Acrylic無基材0.0553M966260℃Acrylic無基材0.1363M9458149℃Acrylic無基材0.0257日東5000130℃Acrylic有基材0.158吉盛3702130℃Acrylic有基材0.059SONYT4000130℃Acrylic有基材0.1310PITape260℃Silicone膠帶0.0611一般膠帶130℃Acrylic膠帶0.06~0.08Ps.有無基材膠對加強片衝型之影響:有基材膠無基材膠在沒有滯留時間的