PCB 기술 - FPC의 기술 및 기본 소재 이해

FPC의 기본 구성재료는 기막을 구성하는 기막이나 내열수지이고, 그 다음은 도체를 구성하는 복동층 압판과 보호층 재료다.

FPC의 기막 재료의 범위는 최초의 폴리아미드 막에서 용접을 견딜 수 있는 내열 막까지이다.1세대 폴리이미드 박막은 흡습성이 높고 열팽창 계수가 큰 등의 문제가 있어 2세대 폴리이미드 소재를 고밀도 PCB 회로에 사용하고 있다.

복동층 압판

많은 FPC 제조업체는 종종 복동층 압판 형태로 구입한 다음 복동층 합판을 시작 재료로 사용하여 FPC 제품으로 가공합니다.1세대 폴리이미드 필름을 사용하는 FPC 복동판 또는 보호막 (피복층 필름) 은 에폭시 수지 또는 아크릴 수지와 같은 접착제로 만들어진다.여기에 사용되는 접착제는 폴리이미드보다 내열성이 낮아 FPC의 내열성이나 기타 물리적 성능이 제한된다.

전통적인 접착제를 사용하는 복동층 압판의 단점을 피하기 위해 고밀도 회로를 포함한 고성능 FPC는 접착제가 없는 복동층 압판을 사용한다.지금까지 많은 제조 방법이 있었지만 이제 실제로 사용할 수 있는 세 가지 방법이 있습니다.

1) PCB 캐스트 프로세스

주조 공예는 동박을 시작 재료로 한다.액상 폴리이미드 수지를 표면 활성 동박에 직접 코팅하고 이를 열처리해 박막을 형성한다.여기에 사용되는 폴리이미드 수지는 동박에 대한 우수한 접착성과 우수한 사이즈 안정성을 갖추어야 하지만 이 두 가지 요구를 충족시킬 수 있는 폴리아미드 수지는 없다.먼저 활성 동박의 표면에 접착성이 좋은 폴리이미드 수지 박층(접착층)을 덧바른 다음 접착층(심층)에 일정 두께의 사이즈 안정성이 좋은 폴리이미드를 덧바른다.이러한 폴리이미드 수지는 열의 물리적 성질이 다르기 때문에 동박이 식각되면 기막에 큰 움푹 패일 수 있다.이런 현상을 방지하기 위하여 심층에 접착층을 코팅하여 기층의 량호한 대칭성을 얻는다.

양면 복동판을 만들기 위해 접착층은 열가소성(열융해) 폴리아미드 수지를 사용한 뒤 열압 방법으로 동박층을 접착층에 눌렀다.

2) 사출/도금 공정

사출/도금 공정의 시작 재료는 양호한 사이즈 안정성을 갖춘 내열막이다.초기 단계는 사출 공정을 사용하여 활성화된 폴리아미드 막의 표면에 결정층을 형성하는 것이다.이런 씨결정층은 도체기층과의 결합강도를 확보할수 있으며 동시에 도체층이 전기도금에 사용되는 역할을 담당할수 있다.일반적으로 니켈이나 니켈합금을 사용한다.전도성을 확보하기 위해 니켈이나 니켈합금층에 얇은 구리를 튀긴 다음 구리를 지정된 두께로 도금한다.

3) 열압법

열전압 방법은 좋은 사이즈의 안정성을 가진 내열 폴리이미드 막의 표면에 열가소성 수지(열가소성 접착수지)를 코팅한 후 고온에서 동박을 열용융수지에 층층이 누르는 것이다.여기에는 복합 폴리아미드 박막이 사용되었다.

이 복합 폴리이미드 필름은 전문 제조업체로부터 구매할 수 있으며 제조 과정은 상대적으로 간단하다.복동중첩체를 제조할 때 복합막과 동박을 겹쳐 고온에서 열압한다.설비 투자가 상대적으로 적어 소량, 다품종의 생산에 적합하다.양면 복동층 압판 제조도 쉽다.

FPC를 구성하는 또 다른 중요한 재료 요소는 보호 레이어 (커버리지) 이며 현재 다양한 보호 재료가 제안되었습니다.첫 번째 실용적인 보호층은 기초재와 같은 내열막을 코팅하고 복동층 압판과 같은 접착제를 사용한다.이러한 구조의 특징은 대칭성이 좋고 여전히 시장의 주요 부분을 차지하고 있으며 일반적으로"필름 커버리지"라고 불린다.그러나 이러한 박막 보호층은 가공 과정의 자동화를 실현하기 어려우며, 이는 전체 제조 비용을 증가시키고, 정교한 창 가공을 진행하기 어렵기 때문에 최근 몇 년 동안 주류가 된 고밀도 SMT의 수요를 만족시킬 수 없다.

고밀도 설치의 요구를 만족시키기 위해 최근 몇 년 동안 광 민감 보호층을 채택했다.동박 회로에 포토레지스트를 바른 다음 PCB 포토레지스트를 사용하여 필요한 부위의 창을 엽니다.포토레지스트 소재는 액체 형태와 건막 형태가 있다. 현재 에폭시 수지나 아크릴 수지를 기반으로 한 보호층 소재는 실제 사용에 들어갔지만, 물리적 성능, 특히 기계적 성능은 폴리이미드 기반 보호층보다 훨씬 못하다.이를 개선하기 위해서는 폴리이미드 수지를 사용하거나 에폭시 수지나 아크릴 수지 기반 PCB 보호층 소재의 물리적 성능을 개선하거나 PCB 공정을 개선할 필요가 있다.여기에 사용되는 포토메트릭 폴리이미드 수지는 다층 회로 형성 공정에서 층간 절연 재료로 사용될 전망이다.