FPC材料及其性能簡(jiǎn)介

1精選2021版課件簡(jiǎn)介的主要內(nèi)容：

一、材料的分類(lèi)

二、基材的結(jié)構(gòu)

三、軟板的主要材料四、硬板的主要材料2精選2021版課件一、材料的分類(lèi)1.1.軟板材料分類(lèi)：

基材（BASE）；保護(hù)膜(CC)；膠(ADH)；補(bǔ)強(qiáng)（STF）;屏蔽層（SHIELD）；PSA膠；防焊油墨等；1.2.硬板材料分類(lèi)：

紙質(zhì)基板，F(xiàn)R4;FR1;及半固化片（PP）等3精選2021版課件

二、基材的結(jié)構(gòu)軟板基材構(gòu)成的三元素銅箔(COPPERFOIL)膠(ADHESIVE)絕緣材料(POLYIMIDE&POLYESTER)4精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.1銅箔CopperFoil2.1.1.定義：

銅箔（CopperFoil）是銅箔基板外表所覆蓋的金屬銅層,是印制線路板的導(dǎo)體材料使用最多的金屬。(其他的CU-NI,銀漿)

它一般可分為電解銅箔和壓延銅箔

壓延銅箔是將銅板經(jīng)過(guò)多次重復(fù)輥軋而制成，它的結(jié)晶是屬片狀組織，見(jiàn)右上圖。電解銅箔是通過(guò)專(zhuān)用電解機(jī)在圓形陰極滾筒上連續(xù)生產(chǎn)出的，它的組織是屬柱狀組織，見(jiàn)右下圖。銅箔生產(chǎn)出后都要進(jìn)行表面處理，對(duì)接觸面進(jìn)行粗化處理，增強(qiáng)剝離強(qiáng)度，對(duì)另一面進(jìn)行抗氧化處理。故銅箔又分為光亮面(銅面)和處理面（毛面）之分。RAED5精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.1.2：銅箔厚度

銅箔的厚度習(xí)慣上是用“重量”來(lái)當(dāng)成“厚度”的表示值，如將1.0OZ的銅箔（28.35克），均勻鋪在1ft2面積里,其厚度正好為1.37mil(約1.4mil)

所以：1OZ=1.4MIL

（另外一些重要的單位換算：1inch=25.4mm1inch=1000mil;1mm=39.37mil;1feet2=144inch2;1m2=10.76feet2=1549.9969inch2;)

標(biāo)準(zhǔn)厚度：

1/3OZ(0.5mil;12.5um);0.5OZ(0.7mil,18um);1.0OZ(1.4mil,35um);2.0OZ(2.8mil,70um)我們主要依照板子的應(yīng)用來(lái)選擇銅箔，如有需要做動(dòng)態(tài)彎折的我們選擇RA銅箔。6精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.2絕緣材料柔性線路板最顯著的特點(diǎn)是有絕緣膜，柔性板使用薄而柔軟的絕緣膜實(shí)現(xiàn)絕緣和機(jī)械強(qiáng)度；以下講述在柔性板工業(yè)中最多使用的兩種柔性絕緣材料：聚酰亞胺(polyimide，PI)和聚脂材料(polyester，PET).PI的價(jià)格高，但其耐燃性好，PET價(jià)格較低，但不耐熱，因此有焊接需要的使用PI;下面的表格是PI和PET的性能比較：絕緣材料屬性對(duì)照表特性彎折性尺寸穩(wěn)定性抗拉強(qiáng)度可焊性耐燃性耐化學(xué)品性絕緣性聚酰亞胺優(yōu)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)中良聚脂材料優(yōu)中良差差良優(yōu)7精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.2.1：PI（Polyimide)

一般PI用作基底膜，即基材和保護(hù)膜中的基底膜。PI具有耐高溫可以進(jìn)行焊接的特性，而且電氣性能和機(jī)械性能都不錯(cuò)。它是FPC最常用的材料，厚度為25UM（1MIL）的最便宜。一般隨厚度的增加或減薄價(jià)格增加。常規(guī)的厚度從12.5---125UM（0.5MIL-5MIL）。基材中的PI越硬則尺寸越穩(wěn)定，但在覆蓋膜中PI越硬，覆蓋性越差。對(duì)于絕緣材料的選擇主要考慮以下幾點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度，柔軟性，尺寸穩(wěn)定性，絕緣特性，耐熱性,價(jià)格。常用的厚度有:0.5mil1.0mil2.0mil3.0mil5.0mil8精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.2.2：PET（Polyester)

如果在不需要耐高溫的條件下使用時(shí)，PET作為柔性印刷板材料也是一種優(yōu)異的薄膜，PET的吸濕和尺寸穩(wěn)定性比PI膜還要好，其無(wú)色透明也是PI無(wú)法得到的特性;但當(dāng)溫度在60-80度時(shí)，PET的機(jī)械特性就會(huì)發(fā)生變化和降低，PET目前的主要用途（包括裝配）仍然用于室溫條件下，而微小間距的高密度線路還沒(méi)有使用，而且PET很難達(dá)到UL的自燃等級(jí)。PET一般作為基底膜以外，在軟板上主要用作補(bǔ)強(qiáng)。9精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)

2.3膠(Adhesvie；ADH)2.3.1定義：

ADH即是一種粘接劑是撓性覆銅箔板制造過(guò)程中的最重要的組成部分。撓性覆銅板中的很多重要的性能指標(biāo)都是由膠的性能所決定的，比如：介質(zhì)基片與金屬箔之間剝離強(qiáng)度、抗撓曲性能、化學(xué)性能、耐濕性能、膠層流動(dòng)性能等。撓性覆銅板使用的膠必須能夠經(jīng)受各種工藝條件和在印制線路板的制造中所使用的化學(xué)藥品的侵蝕，并沒(méi)有分層或降解的現(xiàn)象10精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.3.2膠分類(lèi)：

通常膠有Acrylic(丙烯酸/壓克力)和Epoxy(環(huán)氧樹(shù)脂)兩種，厚度有：0.5mil,1.0mil,2.0mil;等下表是兩種膠的性能對(duì)比：膠屬性對(duì)照表類(lèi)型耐熱性耐化學(xué)性介電性粘結(jié)力彎曲性吸濕性丙烯酸膠優(yōu)中中優(yōu)良中環(huán)氧樹(shù)脂良良良中中良11精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.3.3：兩種膠的優(yōu)缺點(diǎn)-1：在軟板中使用的膠主要有兩種類(lèi)型，Acrylic(丙烯酸)和Epoxy(環(huán)氧樹(shù)脂)。一般來(lái)說(shuō)Acrylic(丙烯酸類(lèi))粘接劑具有優(yōu)異的耐熱性和較高的粘接強(qiáng)度，但電氣性能不理想，在高溫的環(huán)境條件下還會(huì)引起銅的遷移。Epoxy(環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi))粘接劑雖然在耐熱性能低于丙烯酸粘接劑，但其所有性能都比較均衡良好，民用沒(méi)有問(wèn)題。選用膠時(shí)要考慮的問(wèn)題如下：粘合性，柔軟性，耐化學(xué)性，耐熱性，吸濕性，電氣性能，價(jià)格。12精選2021版課件二、基材的結(jié)構(gòu)2.3.3：兩種膠的優(yōu)缺點(diǎn)-2：環(huán)氧膠其反應(yīng)是在不斷的進(jìn)行的，所以在一定的貯存條件下，就是在倉(cāng)庫(kù)中，他也在反應(yīng)。丙烯酸的膠一般只在一定的條件下才會(huì)反應(yīng)，所以其貯存時(shí)間要相對(duì)會(huì)比較長(zhǎng)一些。環(huán)氧膠對(duì)壓合的條件比較嚴(yán)格，如果壓合的條件差異，則板子表現(xiàn)出來(lái)的差異也會(huì)很大，同時(shí)環(huán)氧膠在經(jīng)過(guò)多次的壓合后會(huì)變脆，所以在多層板的制作時(shí)較多使用丙烯酸膠。一般丙烯酸膠(亞克力)膠只有ROGERS和DUPONT有生產(chǎn)，其他亞洲企業(yè)生產(chǎn)的多是環(huán)氧膠。13精選2021版課件三、軟板的主要材料.3.1基材（Base）撓性基材一般分為有膠基材和無(wú)膠基材，其中又有單面基材和雙面基材。

有膠基材指用膠把銅箔與絕緣材料層壓而成的材料;無(wú)膠基材就是通過(guò)各種特殊方法將銅與絕緣材料直接結(jié)合而成的材料。通常的方法有：電鍍法、涂布法、壓合法14精選2021版課件三、軟板的主要材料上右圖為雙面有膠基材切片上左圖為雙面無(wú)膠基材切片15精選2021版課件三、軟板的主要材料上右圖為單面有膠基材切片上左圖為單面無(wú)膠基材切片16精選2021版課件三、軟板的主要材料3.2保護(hù)膜(Coverlay；CC)

保護(hù)膜是指與基材相同的絕緣材料（即PI）和膠結(jié)合的一種材料;為起到保護(hù)膠的作用，在其上覆蓋一層薄膜（Mylar）；如上圖。保護(hù)膜的膠厚度一般有，0.5mil,1.0mil,1.4mil,2.0mil;保護(hù)膜的PI厚度一般有：0.5mil,1.0mil,2.0mil,3.0mil,5.0mil

17精選2021版課件

三、軟板的主要材料3.3補(bǔ)強(qiáng)材料（Stiffener；STF)補(bǔ)強(qiáng)是軟板局部區(qū)域?yàn)榱顺休d元件區(qū)域的加強(qiáng)和便于安裝而另外加上的硬質(zhì)材料；主要軟板材料有：

PI；PET；FR4；鋁片；鋼片等各種補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)缺點(diǎn)：

PI的價(jià)格高，但其耐燃性好，

PET價(jià)格較低，但不耐熱;

有焊接需要的使用PI,FR4,Aluminum,StainlessSteel;

特別說(shuō)明的是對(duì)要過(guò)Reflow的柔板都要使用PI,FR4,AL,StainlessSteel；并且用熱固化膠（ThermosettingAdhesive）壓合或用耐高溫的PSA（Pressuresensitiveadhesive)3M9077和3M9079粘合；對(duì)于要做WireBoning的則要優(yōu)先使用熱硬化膠壓合(主要是為了平整)。對(duì)于沒(méi)有焊接要求的則可以使用PET,PI,FR4,AL,Steel,并可以使用PSA粘合。補(bǔ)強(qiáng)的主要用途：除PET外，其他四種補(bǔ)強(qiáng)都可用于承載引線片狀元件處的加強(qiáng)，PET一般只用于插入連接器部份，PI補(bǔ)強(qiáng)也可用于此種情況，金屬補(bǔ)強(qiáng)還可起于散熱的作用。18精選2021版課件三、軟板的主要材料3.3.2補(bǔ)強(qiáng)與板子間粘貼用膠常用的膠有PSA（Pressuresensitiveadhesive）和熱壓膠熱壓膠有Epoxy和Acrylic。PSA為無(wú)須熱壓的可直接粘貼與絕緣材料上的膠(類(lèi)似于日常用的雙面膠)，并且可重復(fù)粘貼多次。一般PSA有兩種形式：1):普通粘貼作用的膠；如3M9671等2):用于板子焊盤(pán)間電氣連接的導(dǎo)電膠。如3M9703;3M9705等。一般厚度有1MIL，2MIL，5MIL.在使用PSA作為膠粘劑時(shí)，一定要把氣泡趕盡，以防止在后面的工序中，由于起泡而使板子變形，或使板面出起皺。19精選2021版課件三、軟板的主要材料由于PSA耐化學(xué)性和耐蠕變性低，所以其可靠性較差，對(duì)于高可靠性的產(chǎn)品，應(yīng)使用熱固性的膠。補(bǔ)強(qiáng)用膠比較特性厚度粘結(jié)強(qiáng)度蠕變特性耐藥品性耐浮焊性生產(chǎn)率材料費(fèi)加工費(fèi)壓敏粘接劑25-100UM中低低良好高低低熱固粘接劑25-125UM高良好高良好低低高20精選2021版課件三、軟板的主要材料3.4屏蔽層屏蔽層現(xiàn)在主要使用的種類(lèi)有:A.銀漿(成本低耐彎折性不好)B.黑色銀膜，有SF-PC5000/PC5500,主要有日本的TATSUTA公司生產(chǎn)，目前比較流行的屏蔽層。其優(yōu)缺點(diǎn)是：耐彎折，導(dǎo)電性能好，比重小；但成本高，不易儲(chǔ)存。下面是有關(guān)黑屏的照片和疊構(gòu)：21精選2021版課件三、軟板的主要材料3.5防焊油墨

防焊油墨種類(lèi)有:顯影型(LPI)、UV固化型、熱固化型

A:液態(tài)感光即LPI,采用絲印或噴涂方法把液態(tài)感光油墨涂布在蝕刻過(guò)的繞性線路板上,經(jīng)過(guò)烘干,曝光,顯影等成像轉(zhuǎn)移的方法形成的顯露連接盤(pán)和保護(hù)膜.B:涂料保護(hù)型即UV型和熱固化型，由絲網(wǎng)印刷到線路板上,并通過(guò)紅外加熱或紫外線來(lái)固化形成一層永久不變的薄的和不易磨損的保護(hù)涂層.C:與保護(hù)膜的對(duì)比見(jiàn)下也圖表:22精選2021版課件三、軟板的主要材料3.5.1油墨與保護(hù)膜的比較：保護(hù)層材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)覆蓋膜有較好的動(dòng)態(tài)繞曲性相對(duì)費(fèi)用高

沒(méi)有針孔需要預(yù)切割和預(yù)鉆孔操作

無(wú)滲透層壓加壓加熱時(shí)會(huì)損壞

具有較高的餓介電強(qiáng)度基本線路會(huì)引起尺寸變化

容易錯(cuò)位

導(dǎo)體線路密閉不完全涂料保護(hù)層有較好的線路密閉性膜疏松

較低的費(fèi)用膜的缺欠容易使介電強(qiáng)度下降

適用有較寬范圍的材料動(dòng)態(tài)繞曲性能較差

涂料的再途覆修復(fù)容易

控制加壓加熱的極限能較好的控制尺寸

對(duì)電鍍通孔損壞很小

23精選2021版課件

四硬板材料覆銅箔板半固化片24精選2021版課件四硬板材料4.1玻璃布基覆銅基板玻璃纖維布玻璃纖維布是玻璃纖維紡織而成的,PCB用的玻璃布基的基板材料,一般是電子級(jí)的玻璃布.覆銅箔板所用的玻纖布采用平紋布,它比其他的布(斜紋等)具有斷裂強(qiáng)度大,尺寸穩(wěn)定性好,不易變形,重量厚度均勻等優(yōu)點(diǎn).表征玻璃布的基本性能有:經(jīng)緯紗的種類(lèi),織布的密度(經(jīng)緯紗的根數(shù))