急沉金鋪銅板
發布者:昆山祥睿鴻電子有限公司
1.潮敏特性 2. 阻燃特性 3.電氣特性 4.機械特性 5. 熱沖擊特性
設計者和FPC軟板加工廠家必須依據成本、性能和可制造性來選擇材料。
1.1 介質(Dielectrics)
根據需求的不同,柔性電路板使用的板材也不一樣。可以從應用的場合及成本等方面加以綜合考慮。常用的有Polyimide(聚酰亞胺,分有膠和無膠)和Polyester(聚酯)。這幾種材料的特性比較如下表所示:
聚酰亞胺(簡稱PI)是柔性電路加工中常用的熱固化絕緣材料。材料的厚度范圍一般是12.5μm(0.5mil) 和125μm(5mil) 。部分廠家可以提供7 mil厚度的,常用的規格是25μm(1mil) 和12.5μm(0.5mil) ,Polyimide 薄膜,比如DuPont(杜邦)公司的“Kapton®”薄膜,具有優異的柔軟性能,良好的尺寸穩定性,可以工作在很寬的溫度范圍。而且,它還是阻燃材料,具有突出的抵抗焊接溫度性能,在焊接條件下電性能絲毫無損。
1.1.2聚酯(Polyester)
Polyester 是由polyethylene terephthalate(簡寫PET,聚對苯二甲酸乙二醇酯)來制成的,比如DuPont(杜邦)公司的“Mylar®”薄膜。它應用于柔性板的厚度范圍一般是25μm(1mil)~125μm(5mil)。它和Polyimide 一樣具有良好的柔軟性和電氣性能。但是它在制程過程的尺寸穩定性比Polyimide 的稍微差些。另外,它的抗撕裂能力也較差,對焊接溫度也比較敏感。
1.2 導體
柔性板導體材料的選擇主要取決于特定應用條件下的材料性能。特別是在動態使用情況下,柔性板不停地折疊或伸展,就需要具備有長疲勞壽命的薄的材料。柔性板導體一般有銅箔、銅鎳合金和導電涂料等。
1.2.1 銅箔(Copper foil)
在FPC軟板中常用、經濟的導體材料是銅箔。銅箔主要分為電解銅箔(ED,Electrodeposited copper)和壓延銅箔(RA,Rolled-Annealed copper)。電解銅箔,是采用電鍍方式形成。其銅微粒結晶狀態為垂直柱狀,易在蝕刻時形成垂直的線條邊緣,有利于精細線路的制作;但因為柱狀結構易發生斷裂,所以在經常彎曲時容易斷裂
壓延銅箔,是柔性板制造中使用較多的銅箔。其銅微粒結晶呈水平軸狀結構,它比電解銅更能適應多次重復撓曲。但是因為壓延銅表面比較光滑,在粘膠的那一面需要特殊處理。
除了銅箔以外,柔性板的其它導體材料還有銅鎳合金(比如Constantan)和導電涂料。導電涂料是導電材料(如銀,碳等)混合聚合物粘接劑(如樹脂)構成的漿狀物。導電涂料印刷在介質表面,然后再覆蓋起來。例如銀漿,如果覆蓋絕緣好的話,它的導電性能也是非常不錯的。導電涂料與銅箔相比電氣性能稍遜,阻抗系數也比較高,在某些應用柔性場合不適合用它做導體。下表列出各種金屬薄膜的特性比較。
在柔性板設計時,選擇合適的膠來粘接導體和介質也是非常重要的。它必須保證FPC 在加工時不脫膠或不過多地溢膠。柔性板常用的膠有丙烯酸(acrylic),改良環氧樹脂(modified epoxy), 酚丁縮醛(Phenolic Butyrals),增強膠,壓敏膠等等。下表列舉了幾種膠的特性。
2.3.1丙烯酸膠(Acrylic) 、改良丙烯酸膠(Modified Acrylic)
丙烯酸膠(Acrylic adhesives) 及其改良膠(Modified Acrylic Adhesives) 是一種熱固化材料。材料厚度一般有12.5μm(0.5mil)至100μm(4mil),常用的是0.5mil 和1mil 。它廣泛應用于高溫柔性場合(如需要鉛錫焊接操作),保證在這些應用場合下不脫膠或起泡。它還具有優良的抗化學作用特性,可以抵抗加工過程中化學物質和溶劑的影響。與傳統的丙烯酸膠不一樣,改良丙烯酸膠具有部分類似熱塑性材料的特性。它是用局部橫向耦合的方式來改良材料的。當溫度大于它的玻璃轉化溫度時(Tg),膠就粘到銅或介質上。因為材料的局部橫向耦合結構,膠可以在需要時重復粘接。像Rogers 公司的“R/Flex® 2005 ”或Dupont 公司的“Pyralux® LF”材料中用的膠就用了改良丙烯酸膠。
2.3.2 改良環氧樹脂膠(Modified Epoxy Adhesives)
改良環氧樹脂膠具有低的溫度膨脹系數,經常應用于多層柔性板或軟硬結合板。環氧樹脂是一種熱固化材料,在它里面加入其它聚合物來得到增加柔性的改良環氧樹脂膠。改良環氧樹脂膠具有良好的Z 軸膨脹系數特性,還具有高的粘合力,低的潮濕吸收率,以及抵制加工過程化學溶劑的抗化學作用特性。
2.3.3 酚丁縮醛膠(Phenolic Butyrals Adhesives)
酚丁縮醛,如Rogers 公司的“R/Flex® 10000”膠,與環氧樹脂一樣的也具有熱固化特性。除此之外,它的柔性特性增強了,更適合于動態柔性應用。但是它不能粘接聚酰亞胺介質和環氧樹脂膠。
2.3.4 增強膠(Reinforce Adhesives)
增強膠是在玻璃纖維中注入環氧樹脂或聚酰亞胺樹脂來構成的。它常用于多層FPC 或軟硬板的層間粘合。
注入環氧樹脂的玻璃纖維,又稱半固化片,在軟硬結合板中可以用作膠或用作基材薄膜。它與改良丙烯酸膠不同的是因為它的低熱膨脹系數(thermal expansion coefficient,簡寫CTE)和高玻璃轉化溫度(Tg),顯著改善了多層FPC 中的Z 軸穩定性。
注入聚酰亞胺樹脂的玻璃纖維,更加增加了軟硬結合板金屬化孔的Z 軸穩定性。它的CTE 和Tg 比注入環氧樹脂的還要好。但是它價錢更貴,生命周期也較短。
2.3.5 壓敏膠(Pressure Sensitive Adhesive)
壓敏膠(Pressure sensitive adhesives,簡稱PSA),可能是FPC 加工中簡單和便宜的膠。正如名字代表的一樣,壓敏膠不需要特殊的壓合過程,可以手工粘貼到介質表面。因為它對溫度和多種化學物質敏感,所以它不能用來膠合介質和銅箔。因此壓敏膠的主要用途是粘接補強板或把硬板粘到軟板上。
1.4 無膠壓合材料(Adhesiveless Laminates)
隨著高密度FPC 的發展,對可靠性和尺寸穩定性要求也越來越高。一些主要的材料供應商如Dupont,Nippon Steel 等提供了一種稱為無膠壓合的材料。無膠壓合材料解決了生產過程中與膠相關的問題(如壓合時容易出現膠厚度不均勻、溢膠等),而且厚度減薄了。
1.5 覆蓋層(Cover Layer)
覆蓋層一般是介質薄膜和膠的壓合體,或者是柔性介質的涂層。非導體薄膜或涂層可以選擇地覆蓋到FPC 表面,起到避免玷污、潮濕、刮痕等保護作用。常見的保護層有覆蓋膜(cover film) 和阻焊(Solder mask) 。
1.5.1 覆蓋膜(Cover Film)
覆蓋膜是介質薄膜和膠的壓合體。它所用的膠與前面介紹的一樣,厚度一般是25µm。當然也有無膠覆蓋膜材料。而介質薄膜和基材介質的一樣,主要有下面兩種:
1.聚酰亞胺(Polyimide)
介質厚度范圍一般有25µm,50µm~125µm。它的特性與基材介質中介紹的一樣,主要是柔軟性好,耐高溫
2.聚脂(Polyester)
介質厚度范圍一般有(25µm/50µm/75µm)。它的特性與基材介質中介紹的一樣,主要是相對便宜,柔曲度好,但不耐高溫。
1.5.2 阻焊油墨(Solder Mask)
在某些特定的應用場合,柔性板可以和普通硬板一樣使用阻焊油墨來做導體的保護、絕緣層。油墨的顏色多種多樣,適合多種使用環境。如攝像頭連接的柔性板用黑色油墨避免反光。另外油墨價格便宜,可以采用印刷方式加工,總成本很低。但是它柔性沒有覆蓋膜的高。
1.5.3 覆蓋膜與油墨的區別
1.覆蓋膜優點:彎曲性能好;厚度較厚,保護、絕緣強度較高。缺點:含有膠的覆蓋膜壓合時會溢膠,不適合于小焊盤。焊盤阻焊開窗一般都是鉆孔方式;對于實現直角、方形等開窗需要額外開模或用鐳射切割等方式,難度較大,總成本比較貴。
2,油墨優點:厚度薄,適合于要求薄而且柔性要求不是很高的場合。顏色多種多樣。采用印刷方式加工簡單。不存在溢膠的問題,適合細間距焊盤。總成本便宜(是PI 覆蓋膜1/4 或更少)。
缺點:因為比較薄,絕緣強度沒有PI 覆蓋膜的高。彎折性能較差,一般少于1 萬次,對于動態要求很高的場合就不太適合。
1.6補強板(Stiffener)
在有器件焊接等很多應用場合中,柔性板需要用補強板(Stiffener,又稱加強板)來獲得外部支撐。補強板材料有PI 或Polyester 薄膜,玻璃纖維,聚合物材料,鋼片,鋁片等等。
1,PI 或Polyester 薄膜,它們是柔性板補強板常用材料。常用的厚度是125µm(5mil) ,可以獲得一些硬度。
2,玻璃纖維(如FR4),它們也是補強板常用材料。玻璃纖維補強板的硬度比PI 或Polyester 的高,用于要求更硬一些的地方。厚度范圍一般是125µm(5mil)~3.175mm(125mil)。但是它的加工相對PI 的困難,而且可能不是某些柔性板加工廠家的常備材料。
3,聚合物(Polyetherimide),如塑料等。它的吸水率低,耐高壓和高溫。4,鋼片、鋁片,支撐硬度高,而且還可以散熱。設計中的硬度或散熱是主要的關心指標。
費用標準算法
柔性板單面板計算方式
柔性板單面板單面:3*3CM 打樣10片正常工藝350元起訂購
柔性板單面板單面:5*5CM 打樣10片正常工藝450元起訂購
(超過5CM以上的尺寸,看資料文件具體報價為準)
柔性板雙面板計算方式
柔性板雙面板:3*3CM 打樣10片正常工藝:400元起訂購
柔性板雙面板:5*5CM 打樣10片正常工藝:500元起訂購
(超過5CM以上的尺寸,看資料文件具體報價為準)
柔性板四層雙面板計算方式
柔性板四層雙面板:3*3CM打樣10片正常工藝: 1000元/起訂購
柔性板四層雙面板:5*5CM 打樣10片正常工藝:1200元起訂購
備注: 柔性板所有批量生產加工都是看資料報價為準,沒有普通價格的說法.做法不一樣,加工所有計算方式看資料報價柔性板我司可以有適當的可以貼片的,板子過薄的不貼片。
柔性板默認工藝
柔性板默認工藝:0.1MM板厚黃色膜銅厚0.50Z 數量: 10片起訂購,有補強的,需要附帶補強說明要求,否則按正常板子計算生產下去。
單面板工藝流程 |
下料磨邊→鉆孔→外層圖形→(全板鍍金)→蝕刻→檢驗→絲印阻焊→(熱風整平)→絲印字符→外形加工→檢驗入庫。 |
雙面板噴錫板工藝流程 |
下料磨邊→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍錫、蝕刻退錫→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→鍍金插頭→熱風整平→絲印字符→外形加工→測試→檢驗→入庫。 |
雙面板鍍鎳金工藝流程 |
下料磨邊→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍鎳、金去膜蝕刻→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→絲印字符→外形加工→測試→檢驗→入庫。 |
多層板噴錫板工藝流程 |
下料磨邊→鉆定位孔→內層圖形→內層蝕刻→檢驗→黑化→層壓→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍錫、蝕刻退錫→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→鍍金插頭→熱風整平→絲印字符→外形加工→測試→檢驗→入庫。 |
多層板鍍鎳金工藝流程 |
下料磨邊→鉆定位孔→內層圖形→內層蝕刻→檢驗→黑化→層壓→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍金、去膜蝕刻→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→絲印字符→外形加工→測試→檢驗→入庫。 |
多層板沉鎳金板工藝流程 |
下料磨邊→鉆定位孔→內層圖形→內層蝕刻→檢驗→黑化→層壓→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍錫、蝕刻退錫→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→化學沉鎳金→絲印字符→外形加工→測試→檢驗→入庫。 |