劉堯葵　徐　勛　唐幸兒

摘要：本文論述了撓性線路板技術(shù)的現(xiàn)狀，由于無粘結(jié)層撓性覆銅箔基材和感光顯影型保護膜的成功開發(fā)和應(yīng)用，使撓性線路板的生產(chǎn)走上了可量產(chǎn)化的軌道。指出現(xiàn)有撓性電路板的制造技術(shù)是制約撓性線路板技術(shù)發(fā)展的瓶頸。目前撓性線路板技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍面臨著一些困難，在不久的將來，感光顯影型覆蓋層的開發(fā)和應(yīng)用，會給撓性線路板技術(shù)的發(fā)展帶來巨大的變化，它具有廣闊的應(yīng)用前景，必將在市場上大放異彩。

關(guān)鍵詞：撓性線路板現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

0引言

目前，由于無粘結(jié)層撓性覆銅箔基材和感光顯影型保護膜的成功開發(fā)和應(yīng)用，使撓性線路板的生產(chǎn)走上了可量產(chǎn)化的軌道。加上撓性線路板在精細(xì)或超精細(xì)節(jié)距(線寬／間距)方面的優(yōu)勢，具有更高的合格率和質(zhì)量。特別是50μm～100μm的操作窗口已能很好正常生產(chǎn)，因此，撓性線路板的地位和量產(chǎn)化已明顯地增加了。目前，撓性線路板在軍事上、航天航空、汽車和超精細(xì)節(jié)距應(yīng)用方面已得到應(yīng)用，進一步的發(fā)展趨勢是剛性和撓性結(jié)合起來形成的剛一撓性板，以實現(xiàn)更薄、更精細(xì)節(jié)距、更優(yōu)越的高密度互連的一代產(chǎn)品。

1撓性線路板技術(shù)的現(xiàn)狀

近幾年來，用于生產(chǎn)撓性線路的材料有了變革性的進展，主要是：由粘結(jié)型走向無粘結(jié)型的覆銅箔撓性基材；薄銅箔或超薄銅箔的進展與應(yīng)用；由沖孔后熱壓可撓性覆蓋膜(為了露出焊盤)走向可撓性感光顯影型覆蓋膜或者液態(tài)感光阻焊膜(或保護膜)等。由于這些撓性材料的變革性進步，大大地簡化了手工操作勞動，使撓性線路板走上自動化、量產(chǎn)化的軌道上來。

1.1撓性線路材料的現(xiàn)狀

1.1.1無粘結(jié)層覆銅箔撓性基材有粘結(jié)層覆銅箔撓性基材是由介質(zhì)層材料、粘結(jié)層材料和薄銅箔壓制而成的。介質(zhì)層材料大多是采用聚酰亞胺(Pl)、聚酯(PE)、Aramide和氟碳化合物。這種有粘結(jié)層覆銅箔撓性基材結(jié)構(gòu)的主要缺點有：它需要昂貴的粘結(jié)層材料(大多為聚酰亞胺，丙烯酸類)，使總成本較高；由于丙烯酸類粘結(jié)層的Z向膨脹系數(shù)大，加上介質(zhì)層厚度，使整個Z向熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于無粘結(jié)層的z向熱膨脹系數(shù)，因而，不僅會造成撓性板內(nèi)部引起缺陷(如分層等)，從而造成差的結(jié)合力和可撓性，而且還會給孔化電鍍(PTH)帶來隱患(當(dāng)用于雙面板和多層板時)；由于粘結(jié)層和介質(zhì)層材料的差異，對于多層板來說，還會因為化學(xué)蝕刻(如去沾污、粗化等)速率不同，造成孔壁上凹凸不平，甚至包覆鍍液等而帶來隱患，它是孔化電鍍方面的問題之一；由于有粘結(jié)層結(jié)構(gòu)的基材其厚度較厚，造成撓性板厚度較厚，既不利于“小”、“輕”型化，又不利于抗熱性能和電氣互連的可靠性(因Z向較厚的有機材料的CTE遠(yuǎn)大于銅箔的CTE，熱膨脹易于引起內(nèi)連斷裂)。無粘結(jié)層的基材中，覆銅箔是采用各種金屬化技術(shù)的一種方法，把銅層直接結(jié)合到介質(zhì)層上。目前采用了三種方法：一是把聚酰胺酸加到銅箔表面上，然后加熱形成聚酰亞胺膜并最后形成聚酰亞胺覆銅箔撓性基材；二是先在介質(zhì)層上涂覆一層位壘金屬，然后進行電鍍銅來形成的；三是采用真空濺射技術(shù)或蒸發(fā)沉積技術(shù)，即把銅置于真空室中蒸發(fā)，然后把蒸發(fā)的銅沉積于介質(zhì)層上來形成的。很明顯，無粘結(jié)層的覆銅箔撓性基材能克服有粘結(jié)層覆銅箔基材的一系列缺點，其主要優(yōu)點：具有更薄的基材厚度。不僅有利于微小孔加工，而且可以生產(chǎn)出更薄型或薄型的線路板來；具有更好的可撓曲性能，即使在相同材料的條件下，越薄的材料其可撓曲性能越好。同時，有粘結(jié)層材料本身的可撓性和粘結(jié)力也較差，所以，無粘結(jié)層的基材必然有更好的可撓曲性能和結(jié)合力；具有更好的導(dǎo)熱性。一方面越薄材料越易于散熱，另一方面有粘結(jié)層相對于介質(zhì)層(特別是聚酰亞胺、聚酯)來說，其導(dǎo)熱性也較差：具有更高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，因而有很好的性能價格比。

1.1.2感光顯影型覆蓋膜覆蓋膜或保護層用來覆蓋和保護撓性線路在受熱(高溫)、潮濕、污染物和腐蝕氣體以及惡劣環(huán)境下起到“三防”的保護作用。一般都采用干膜或者漏印涂覆層等方法來形成覆蓋膜或保護膜。

干膜覆蓋層是采用涂布有粘結(jié)劑的介質(zhì)材料，然后與加工形成撓性線路層一起疊層層壓方法來形成的。干膜覆蓋層的介質(zhì)材料，采用與加工成撓性線路的基材介質(zhì)層相同的聚酰亞胺、或聚酯材料，而粘結(jié)劑大多采用丙烯酸或環(huán)氧樹脂或聚酯等材料。為了顯露出撓性線路板上的焊盤或連接部位的銅導(dǎo)體，在疊層層壓之前，必須根據(jù)其準(zhǔn)確位置，于干膜覆蓋層上沖制或鉆孔其相應(yīng)圖形來。由于定位、層壓等過程會帶來位置(尺寸)偏差，同時，加壓加熱時粘結(jié)劑可能的溢流問題，因此，干膜覆蓋膜的沖孔或鉆孔的相應(yīng)圖形尺寸要大些，也避免定位偏差和粘結(jié)劑溢流帶來的可焊性和焊接問題。很明顯，這種加工圖形和層壓對位是很費事費時的，有時是很頭痛的事，這是造成合格率低、質(zhì)量差和成本高的主要原因之一。網(wǎng)印覆蓋層是采用絲網(wǎng)漏印液態(tài)樹脂來形成的。所用的液態(tài)樹脂大多是丙烯酸環(huán)氧樹脂、丙烯酸聚氨脂類等樹脂，然后采用紅外線加熱或者紫外線輻射固化而成。環(huán)氧樹脂具有好的電氣性能和粘結(jié)力，但脆性大而表現(xiàn)出差的可撓性，所以環(huán)氧類的覆蓋層(或阻焊劑)材料組成的保護層、經(jīng)不起多次彎曲便會發(fā)生“龜裂”、斷塊、最終分成小塊狀而剝離下來，而單純的丙烯酸類雖有很好的可撓曲性，但粘結(jié)力和電氣性能都不如環(huán)氧類。因此，把兩者結(jié)合起來基本上可以滿足要求。

1.2撓性電路板的制造技術(shù)撓性線路板的制造技術(shù)與剛性PCB制造技術(shù)是相似的。但是撓性PCB由于采用可撓性基材和不含有增強材料，如玻璃布等，因此很薄、撓曲大，加上樹脂不同(采用聚酰亞胺或聚酯等)，因而給撓性線路板的制造技術(shù)帶來了新的問題，主要是薄而可撓曲性、尺寸穩(wěn)定性和孔化電鍍通孔質(zhì)量等問題。壓制成具有粘結(jié)層的撓性覆銅箔基材(或無粘結(jié)層的覆銅箔基材)，通過鉆孔、孔化電鍍(單面撓性板除外)、然后進行圖像轉(zhuǎn)移形成線路，并設(shè)有特制拉緊的夾具和索拉絲網(wǎng)完成加工過程。對于單雙面撓性板來說，還要貼壓上保護膜。由于尺寸穩(wěn)定性，加上粘結(jié)劑在高溫高壓下溢流問題，因此沖孔或鉆孔尺寸要明顯地大于實際的焊盤尺寸，以保證焊接盤不受局部覆蓋和污染，達(dá)到焊接時完善性和可靠性。顯然，這種薄而可撓性膜材料的整個加工過程和操作是很費時費力的。

由于傳統(tǒng)工藝中的有粘結(jié)層覆銅箔基材存在著粘結(jié)力和孔化電鍍帶來的缺陷，加上覆蓋膜沖孔(或鉆孔)加工、對位和操作困難大，生產(chǎn)率低。隨著導(dǎo)體線路密度和迅速增加，新的規(guī)范(或標(biāo)準(zhǔn))的制定與貫徹，這種傳統(tǒng)工藝將要被淘汰。

2撓性線路板技術(shù)的發(fā)展趨勢

對于在撓性線路上要顯露出理想的焊盤或連接部位來說，目前網(wǎng)印覆蓋層基本代替了干膜覆蓋層，但是這種薄型撓性基板進行網(wǎng)印覆蓋層及其厚度的控制難度很大，特別是對于有精細(xì)節(jié)距的圖形。對位度也成問題。因此未來的發(fā)展方向是推動感光顯影型覆蓋層的開發(fā)和應(yīng)用。這種方法像感光抗蝕膜(干膜)那樣，貼在于撓性板面線路上，經(jīng)曝光、顯影、烘烤來完成的，因而將大大提高了生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。

因此，采用無粘結(jié)層的覆銅箔基材和感光顯影型覆蓋膜的工藝技術(shù)是必然的發(fā)展趨勢并將帶來明顯的好處。主要是：較好地解決了銅箔(或?qū)w)與介質(zhì)層的結(jié)合強度、更好的可撓性和改善了孔化電鍍(孔壁)的質(zhì)量；采用感光顯影型保護膜，通過貼壓(干膜型)，或網(wǎng)印、噴涂、簾涂、簾涂(皆為液態(tài)感光材料)再烘干，然后進行圖像轉(zhuǎn)移工藝而得到的保護膜，便能很好解決焊盤的精確對位問題，因而可制造出更精細(xì)的線寬／間距來。值得注意的是：采用環(huán)氧類的液態(tài)感光阻焊劑(用于剛性板上)的網(wǎng)印或噴涂等方法得到的覆蓋膜是不能滿足要求的。盡管環(huán)氧類的粘結(jié)力好，但脆性大，在受撓曲時便會發(fā)生“龜裂”，多次撓曲后便會“紛紛”剝離下來。因此，如何解決粘結(jié)力和可撓曲性問題，是未來需重點解決的問題。由于環(huán)境保護的需要，對用于印制線路板(PcB)的材料和環(huán)境適應(yīng)性的要求將越來越嚴(yán)格，開發(fā)和應(yīng)用環(huán)保型材料和工藝已經(jīng)是PCB趨勢。

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