挠性覆铜板制造常用聚酰亚胺薄膜主要性能分析

       导读：挠性覆铜板制造常用聚酰亚胺薄膜主要性能分析.FCCL要求其挠性绝缘基膜除应具有良好的机械性能和介电绝缘性能外，还必须具备优良的挠曲性、尺寸稳定性和耐热性能。挠曲性是挠性覆铜板选用绝缘薄膜的重要物理性能之一，挠性介质基片有时需承受成千上万次以上的挠曲运动，尤其是在动态挠曲过程中挠曲性能更为重要。
参考：《2011-2015年中国聚酰亚胺（PI）薄膜市场调研与投资前景预测报告》

       电子级PI薄膜有许多的应用领域，不同的应用领域对它的性能要求又有所不同。这里举例的应用领域最大的挠性覆铜板（FCCL）对它的性能的要求。
       随着对挠性线路板的性能要求越来越高，如何适当地选择它的挠性基板材料—FCCL的高性能原材料，对保证所制成的产品在以后的加工过程中，仍能较好地保持其原有的电性能、耐热性能和机械性能是非常重要的。
       至今为止，FPC在使用薄膜基材的品种上，尽管已出现了采用聚酯树脂、环氧树脂、涤纶-环氧、聚醚酰亚胺（PEI）、聚四乙烯树脂（PTFE）、聚醚酮醚（PEEK）、液晶聚合物（LCD）、卷状型RF—4覆铜箔薄片（厚度50μm以下，住友电木、松下电工、京瓷化学、利昌工业等公司生产）等薄膜基材的实例，但还是以采用聚酰亚胺树脂为绝大多数。目前还未有一个理想的代替聚酰亚胺薄膜的新型绝缘基膜。其理由是：聚酰亚胺树脂薄膜的耐热性、刚性、柔软性、电气特性等都表现比其它的树脂薄膜要更优异。但它的其缺点是，目前在薄膜价格上高于高耐热性刚性CCL用的树脂基材（或其它薄膜）。综上所述，聚酰亚胺薄膜仍是目前制造挠性覆铜板的最重要的薄膜材料之一。它在FCCL使用的绝缘基膜中的用量占总用量的85%以上。与刚性覆铜板的绝缘基板材料的功能一样，挠性绝缘基膜最主要的功能也是对电子线路起着机械支撑和高介电绝缘性的作用。选择挠性绝缘基膜而不选择刚性绝缘基材是挠性线路板的主要特性，这个特性也是区别挠性线路板和刚性线路板的根本所在。
       目前FCCL采用挠性绝缘薄膜既可以是热塑性的也可以是热固性的。热塑性的材料在加热时软化而在冷却时凝固（固化），但热固性材料在加热时不能被软化。在使用PI薄膜上，现绝大多数是采用热固性的基膜。
       FCCL要求其挠性绝缘基膜除应具有良好的机械性能和介电绝缘性能外，还必须具备优良的挠曲性、尺寸稳定性和耐热性能。挠曲性是挠性覆铜板选用绝缘薄膜的重要物理性能之一，挠性介质基片有时需承受成千上万次以上的挠曲运动，尤其是在动态挠曲过程中挠曲性能更为重要。挠性介质基片在加工过程中一定会有不同程度的膨胀和收缩的情况，并且这些尺寸的变化通常比在刚性材料中所发现的要大。
       因为聚酰亚胺薄膜为热固性聚合物，故没有典型的软化点或熔融点，从而使得应用的聚酰亚胺薄膜制成的挠性线路板在热熔，焊接时不会使薄膜降阶、分解。
       热收缩率对于高密度柔性封装基板是重要的考量性能之一。低收缩率是TAB工艺中多次曝光制作精细图形的精确度之保障，也是制作多层基板工艺中不同层的通孔相互对准的保证；同样，在制作大面积的精细图形时低收缩率显得格外重要。
       低热膨胀系数也是需要考量的重要指标。要求聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数尽量与铜信号线接近，以减少由于两者之间热膨胀系数差别较大而引起的内应力。据测算，聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数如果小于18ppm/℃时，可有效避免上述内应力的聚集。
       对于高密度柔性封装基板应用来讲，聚酞亚胺薄膜的吸潮率越低越好。实际上，聚酰亚胺薄膜由于酞亚胺基团的存在，其吸水率低于1.5%是理想。据报道，当吸潮率低于2%时，柔性封装基板在图形制作过程中经受250-300℃的高温时才不会产生气泡或剥离现象。
       聚酰亚胺薄膜可以采用化学蚀刻剂，如NaOH,KOH等强碱溶液，进行化学蚀刻以制作各种通孔。这在只有聚酞亚胺和金属的两层TAB中经常采用。通孔是在覆盖金属层以后，通过蚀刻聚酞亚胺薄膜而形成的。如果聚酞亚胺薄膜不能通过苛性碱。

       挠性覆铜板制造常用聚酰亚胺薄膜主要性能一览表

       特别是在近期，在高于GHZ的高频电路挠性FPC对挠性基板材料所需要的特性要求中，更强调基板的低介电常数性、低吸水率性，以及高可靠性。而聚酰亚胺薄膜存在着介电常数性不能降到较低（在ε=3.0左右）、吸水率偏大、在高温焊接时的铜箔剥离强度下降较大、基板吸湿性后尺寸变化率较大等问题。这些均不能满足当前高性能FPC的要求。另外，采用聚酰亚胺薄膜制作的二层型FPC目前在粘接强度偏低、耐碱性低的问题，还有待今后进一步得到解决。同时，在环保方面，聚酰亚胺薄膜作为FPC基材，还很难做到能够循环再利用性。