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I materiali costitutivi di base di FPC sono la pellicola di base o la resina resistente al calore che costituisce la pellicola di base, seguita dal laminato rivestito di rame e dai materiali di strato protettivo che costituiscono 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 come l'alto assorbimento di umidità e il grande coefficiente di espansione termica, quindi le persone utilizzano il materiale di poliimide di seconda generazione per i circuiti PCB ad alta densità.
Laminato rivestito di rame
Molti produttori di FPC spesso acquistano sotto forma di laminati rivestiti di rame e quindi utilizzano i laminati rivestiti di rame come materiali di partenza per trasformarli in prodotti FPC. La pellicola FPC rivestita in rame o pellicola protettiva (Cover Lay Film) che utilizza il film poliimidico di prima generazione è fatta di 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) Processo di colata PCB
Il processo di fusione è basato su foglio di rame come materiale di partenza. 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.
Per fabbricare un pannello rivestito di rame su due lati, lo strato adesivo utilizza una resina poliimidica termoplastica (Hot Melt) e quindi viene utilizzato un metodo di pressatura a caldo per laminare la lamina di rame sullo strato adesivo.
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.
Questo film composito di poliimide è commercialmente disponibile da un produttore specializzato e il processo di fabbricazione è relativamente semplice. Durante la produzione del laminato rivestito di rame, il film composito e il foglio di rame sono laminati insieme e pressati a caldo ad alta temperatura. L'investimento in attrezzature è relativamente piccolo, che è adatto per la produzione di piccole quantità e varietà multiple. Anche la produzione di laminati rivestiti di rame bifacciali è più facile.
Un altro importante elemento materiale che costituisce il FPC è lo strato protettivo (Cover Lay), e sono stati ora proposti vari materiali protettivi. Il primo pratico strato protettivo consiste nel rivestire lo stesso film resistente al calore del substrato e utilizzare lo stesso adesivo del laminato rivestito di rame. La caratteristica di questa struttura è una buona simmetria, e occupa ancora la parte principale del mercato, solitamente chiamata "Film Cover Lay". Tuttavia, questo tipo di strato di protezione della pellicola è difficile da automatizzare il processo di elaborazione, che aumenta il costo complessivo di produzione, e poiché è difficile eseguire l'elaborazione di finestre fini, non può soddisfare le esigenze di SMT ad alta densità che è diventato il mainstream negli ultimi anni.
Per soddisfare i requisiti del montaggio ad alta densità, negli ultimi anni sono stati adottati strati protettivi fotosensibili. Rivestire la resina fotosensibile sul circuito della lamina di rame e quindi utilizzare il processo di fotolitografia PCB per aprire le finestre nelle parti necessarie. Il materiale resinoso fotosensibile ha una forma liquida e una forma di film secco. Ora i materiali dello strato protettivo a base di resina epossidica o resina acrilica sono stati messi in pratica, ma le loro proprietà fisiche, soprattutto meccaniche, sono di gran lunga inferiori a quelle dello strato protettivo a base di poliimide. Per migliorare questa situazione, è necessario utilizzare resina poliimidica o migliorare le proprietà fisiche dello strato protettivo PCB a base di resina epossidica o resina acrilica, o migliorare il processo PCB. La resina poliimidica fotosensibile utilizzata qui dovrebbe essere utilizzata come materiale isolante intercalare in un processo di formazione del circuito multistrato.
