PCB Tecnico - Tendenze tecnologiche dei circuiti FPC

La tendenza di sviluppo tecnologico di FPC e la tendenza tecnologica dei materiali FPC.

1. Le ultime tendenze tecnologiche di FPC

Con la diversificazione degli usi e la compattezza, gli FPC utilizzati nei dispositivi elettronici richiedono circuiti ad alta densità e alte prestazioni in senso qualitativo. Recenti cambiamenti nella densità del circuito FPc. Il metodo sottrattivo (metodo di incisione) può essere utilizzato per formare un circuito unilaterale con un passo conduttore di 30um o meno, e un circuito bifacciale con un passo conduttore di 50um o meno è stato anche messo in uso pratico. I fori via tra gli strati del conduttore che collegano i circuiti bifacciali o i circuiti multistrato stanno diventando sempre più piccoli e ora i fori con diametri via inferiori a 100um hanno raggiunto la scala della produzione di massa.

Sulla base del punto di vista della tecnologia di produzione, la possibile gamma di produzione di circuiti ad alta densità. Secondo il passo del circuito e via diametro del foro, i circuiti ad alta densità sono approssimativamente divisi in tre tipi: (1) FPC tradizionale; (2) FPC ad alta densità; (3) FPC ad altissima densità.

Nel metodo sottrattivo tradizionale, FPC con un passo di 150um e un diametro del foro passante di 15um è stato prodotto in serie. A causa del miglioramento dei materiali o delle apparecchiature di lavorazione, un passo del circuito di 30um può essere elaborato anche nel metodo sottrattivo. Inoltre, grazie all'introduzione di processi come il laser CO2 o l'incisione chimica, è possibile ottenere la produzione di massa e la lavorazione di fori passanti con un diametro di 50um, e la maggior parte dei FPC ad alta densità attualmente prodotti in serie sono elaborati da queste tecnologie.

Tuttavia, se il passo è inferiore a 25um e il diametro del foro passante è inferiore a 50um, anche se la tecnologia tradizionale è migliorata, è difficile aumentare la resa e devono essere introdotti nuovi processi o nuovi materiali. Esistono vari metodi di lavorazione per il processo proposto, ma il metodo semi-additivo che utilizza la tecnologia di elettroformatura (sputtering) è il metodo più adatto. Non solo il processo di base è diverso, ma anche i materiali e i materiali ausiliari utilizzati sono diversi.

D'altra parte, il progresso della tecnologia di giunzione FPC richiede che FPC abbia prestazioni di affidabilità più elevate. Con l'alta densità dei circuiti, le prestazioni degli FPC hanno presentato requisiti diversificati e ad alte prestazioni. Questi requisiti di prestazione dipendono in larga misura dalla tecnologia di elaborazione del circuito o dai materiali utilizzati.

2. Processo di produzione FPC

Quasi tutti i processi di produzione di FPC finora sono stati lavorati con il metodo sottrattivo (metodo di incisione). Di solito, una scheda rivestita di rame viene utilizzata come materiale di partenza, uno strato di resistenza è formato dalla fotolitografia e la parte inutile della superficie di rame viene incisa e rimossa per formare un conduttore di circuito. A causa di problemi come la sottoquotazione, il metodo di incisione ha limitazioni nella lavorazione dei circuiti sottili.

Poiché è difficile elaborare o mantenere microcircuiti ad alto rendimento basati sul metodo sottrattivo, il metodo semi-additivo è considerato un metodo efficace e sono stati proposti vari metodi semi-additivi. Un esempio di lavorazione di microcircuiti utilizzando il metodo semi-additivo. Il processo semi-additivo inizia con un film di poliimide, e per prima cosa lancia (ricopre) una resina poliimidica liquida su un supporto adatto per formare un film di poliimide. Successivamente, un metodo di sputtering è utilizzato per formare uno strato di semina sul film base di poliimide e quindi un modello di resistenza del modello inverso del circuito è formato sullo strato di semina dalla fotolitografia, che è chiamato strato di resistenza della placcatura. La parte vuota è elettroplaccata per formare un circuito conduttore. Quindi, lo strato di resistenza e lo strato di semina inutile vengono rimossi per formare il circuito del primo strato. Rivestimento della resina poliimidica fotosensibile sul primo strato di circuito, facendo uso della fotolitografia per formare fori, strato protettivo o strato isolante per il secondo strato di circuito e quindi sputtering su di esso per formare uno strato di semina, come il secondo Lo strato conduttivo di base di un circuito a due strati. Ripetendo il processo di cui sopra, si può formare un circuito multistrato.

Utilizzando questo metodo semi-additivo, è possibile elaborare circuiti ultra-fini con un passo di 5um e un foro passante di 10um. La chiave per la produzione di circuiti ultra-fini utilizzando il metodo semi-additivo è la prestazione della resina poliimidica fotosensibile utilizzata come strato isolante.

Tre, i materiali costituenti di base di FPC

Il materiale costituente di base di FPC è il film di base o la resina resistente al calore che costituisce il film di base, seguito dal laminato rivestito di rame e dal materiale dello strato protettivo che costituisce il conduttore.

Il materiale del film di base di FPC varia dal film di poliimide iniziale al film resistente al calore che può resistere alla saldatura. Il film di poliimide di prima generazione ha problemi quali l'elevato assorbimento di umidità e il grande coefficiente di espansione termica, quindi le persone usano il materiale di poliimide di seconda generazione per i circuiti ad alta densità.

Finora, le persone hanno sviluppato diversi film resistenti al calore per FPC che possono sostituire il film di poliimide di prima generazione. Tuttavia, nei prossimi 10 anni, si ritiene che la posizione della resina poliimidica, che è il materiale principale di FPC, non cambierà. Inoltre, con le alte prestazioni di FPC, la forma materiale della resina poliimidica cambierà ed è necessario sviluppare la resina poliimidica con nuove funzioni.

Quattro, laminato rivestito di rame

Molti produttori di FPC spesso acquistano sotto forma di laminati rivestiti di rame e poi li trasformano in prodotti FPC dai laminati rivestiti di rame. Il foglio rivestito di rame per FPC o il film protettivo (Cover Lay Film) utilizzando il film poliimide di prima generazione è realizzato con un adesivo come resina epossidica o resina acrilica. La resistenza al calore dell'adesivo utilizzato qui è inferiore a quella della poliimide, quindi la resistenza al calore o altre proprietà fisiche di FPC sono limitate.

Al fine di evitare le carenze dei laminati rivestiti di rame che utilizzano adesivi tradizionali, FPC ad alte prestazioni, compresi i circuiti ad alta densità, utilizzano laminati rivestiti di rame senza adesivo. Finora ci sono stati molti metodi di produzione, ma i seguenti tre metodi sono ora disponibili per l'uso pratico:

(1) Fusione

Il processo di fusione è basato su foglio di rame. Rivestimento della resina poliimidica liquida direttamente sul foglio di rame attivato in superficie e trattamento termico per formare un film. La resina poliimidica utilizzata qui deve avere un'eccellente adesione al foglio di rame e un'eccellente stabilità dimensionale, ma non c'è resina poliimidica in grado di soddisfare questi due requisiti. Prima ricoprire uno strato sottile di resina poliimidica (strato adesivo) con buona adesione sulla superficie del foglio di rame attivato, e poi rivestire un certo spessore di resina poliimidica con buona stabilità dimensionale sullo strato di adesione (strato centrale). A causa della differenza nelle proprietà fisiche termiche di queste resine poliimide, se la lamina di rame è incisa, nel film base appariranno grandi pozzi. Per prevenire questo fenomeno, lo strato centrale è rivestito con uno strato adesivo per ottenere una buona simmetria dello strato base.

Al fine di produrre laminati rivestiti di rame bifacciali, lo strato adesivo utilizza resina poliimidica fusa calda e quindi la lamina di rame viene laminata sullo strato adesivo mediante pressatura a caldo.

(2) Processo di sputtering/placcatura

Il materiale di partenza del processo di sputtering / placcatura è un film resistente al calore con buona stabilità dimensionale. Il passo iniziale è quello di utilizzare un processo di sputtering per formare uno strato di semina sulla superficie del film di poliimide attivato. Questo strato di semina può garantire la forza di incollaggio allo strato base del conduttore e allo stesso tempo assume il ruolo dello strato conduttore per la galvanizzazione. Di solito viene utilizzato nichel o lega di nichel. Per garantire la conducibilità, uno strato sottile di rame viene sputato sullo strato di nichel o lega di nichel e quindi il rame viene elettroplaccato a uno spessore specificato.

(3) Metodo di pressatura a caldo

Il metodo di pressatura a caldo è quello di rivestire una resina termoplastica (resina adesiva termoplastica) sulla superficie di un film di poliimide resistente al calore con buona stabilità dimensionale e quindi laminare il foglio di rame sulla resina hot-melt ad alta temperatura. Qui viene utilizzato un film composito di poliimide.

Sei, osservazioni conclusive

La domanda di FPC sta aumentando rapidamente, la densità del circuito continua ad aumentare e anche la tecnologia di produzione è migliorata e avanzata anno dopo anno. La rapida crescita dei materiali di base FPC, degli strati protettivi e dei materiali isolanti intercalari sarà ancora incentrata sulle resine poliimide in futuro.

Con le alte prestazioni e l'alta densità di FPC, non solo lo sviluppo di film di resina poliammidica ad alte prestazioni, ma anche lo sviluppo di forme di prodotto più diversificate sono richiesti.