柔性線路板銅箔的選擇
眾所周知,在柔性線路板(FPC)制作工藝中,選材相當(dāng)重要,從材料厚度,可焊性,熔點(diǎn),導(dǎo)電性,阻焊等各方面都有很具體的要求,在這里我們重點(diǎn)講到銅箔的選擇。
一、簡介:
柔性線路板用的銅箔材料主要分為壓延銅(RA)和電解銅(ED)兩種,他是粘結(jié)在覆蓋膜絕緣材料上的導(dǎo)體層,經(jīng)過各制程加工等蝕刻成所需要的圖形。選擇何種類型的銅材做為柔性線路板的導(dǎo)體,需要從產(chǎn)品應(yīng)用范圍及線路精度等方面考量。從性能上比較,壓延銅材料壓展性,抗彎曲性要優(yōu)于電解銅材料,壓延材料的延伸率達(dá)到20-45%,而電解銅材料只有4-40%。但電解銅材料是電鍍方法形成,其銅微粒結(jié)晶結(jié)構(gòu),在蝕刻時(shí)很容易形成垂直的線條邊緣,非常利于精細(xì)導(dǎo)線的制作,另外由于本身結(jié)晶排列整齊,所形成鍍層及最終表面處理后形成的表面較平整。反之壓延材料由于加工工藝使層狀結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)再重結(jié)晶,雖壓展性能較好,但銅箔表面會出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋和凹凸不平,形成業(yè)界里面的銅面粗糙問題。針對電解材料的缺點(diǎn)材料供應(yīng)商研發(fā)了高延電解材料,就是在常規(guī)加工過后將材料再次進(jìn)行熱處理等工藝使銅原子重結(jié)晶,使其達(dá)到壓延材料所擁有的特性。
二、電解銅,壓延銅材料加工工藝:
電解銅箔是通過酸性鍍銅液在光亮的不銹鋼輥上析出,形成一層均勻的銅膜,經(jīng)過連續(xù)剝離,收卷而獲得;壓延銅箔則是用一定厚度(20cm)的銅錠或銅塊,經(jīng)過反復(fù)壓延,退火加工形成所需要的銅箔厚度。
三、銅箔材料的微觀結(jié)構(gòu):
因加工藝不一樣,在1000倍顯微鏡下觀察材料斷面,壓延材料銅原子結(jié)構(gòu)呈不規(guī)則層狀強(qiáng)晶,對經(jīng)過熱處理的重結(jié)晶,所以不易形成裂紋,銅箔材料彎曲性能較好;而電解銅箔材料在厚度方向上呈現(xiàn)出柱狀結(jié)晶組織,彎曲時(shí)易產(chǎn)生裂紋而斷裂;同樣,在經(jīng)過熱處理等特殊加工的高延電解銅箔材料斷面觀察時(shí),雖還是以柱狀結(jié)晶為主,但在銅層中以形成層狀結(jié)晶,彎曲時(shí)也不易斷裂。見以下示意圖。
四、銅箔材料的彎曲性:
大多數(shù)柔性線路板產(chǎn)品對彎曲性能要求較高,所以導(dǎo)致多數(shù)生產(chǎn)廠對壓延材料的偏愛,其實(shí)這里也是有很多盲目的選擇因素,以上有提到壓延材料有其特性,同時(shí)他也有許多的缺點(diǎn)在里面,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)應(yīng)用。以下數(shù)據(jù)為相等條件下各類銅箔材料彎曲性測試結(jié)果。(見下表)
經(jīng)測試,壓延銅箔的彎曲性是普通電解銅箔的4倍,但其價(jià)格也較貴。所以對彎曲性要求不高的的產(chǎn)品(如,按鍵板,模組板,3D靜態(tài)撓性電路等),可以選擇用高延電解銅箔來替代壓延銅箔材料,當(dāng)然可靠性要求比較高的情況下(如滑蓋手機(jī)板,折疊手機(jī)板等),還是采用壓延銅箔材料較好。
五、銅箔材料的發(fā)展趨向:
隨著電子消費(fèi)產(chǎn)品越來越小型化以及航天,軍用及民用高科技產(chǎn)品的可靠性要求越來越嚴(yán)格,對于柔性線路板工藝加工和材料的物理性能要求越來越高,現(xiàn)以出現(xiàn)的有:
(1)高彎曲性壓延銅箔,同樣條件下,彎曲性是常規(guī)壓延材料的七倍
?。?)精細(xì)及超精細(xì)圖形制作用電解銅箔材料,針對COF產(chǎn)品高彎折的精細(xì)導(dǎo)線制作,相同條件下線路蝕刻后線條更均勻,殘銅更少。加工工藝是采用噴鍍法在聚酰亞胺薄膜上噴度一層薄銅,然后再進(jìn)行電鍍達(dá)到銅層約9um的超薄銅箔。
?。?)壓延合金銅,合金銅箔材料主要特性是導(dǎo)電性能好,接近純銅,機(jī)械性能,熱穩(wěn)定性都較好于常規(guī)壓延材料。
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