FPC基材之培训教材-1027.doc

FPC基础培训（一）一、RoHS基础RoHS 指令是英文 Restriction on the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment 的缩写，中文意思为“关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令”。WEEE指令是英文Waste Electrical and Electronic Equipment的缩写，中文意思为“报废电子电气设备指令”。此两项指令是欧盟议会和理事会于2003年2月13日颁布实施的。两项指令明确规定了2006年7月1日以后对出口到欧盟的电子电气产品中禁止使用铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚（PBDE）和聚溴联苯（PBB）六种有害物质（其中镉限量指标为100ppm，其余5种物质限量指标为1000ppm）；2005年8月13日以后要求制造商对出口到欧盟的废弃产品的回收负责。此两项指令主要针对产品寿命结束后的处理。制定RoHS 指令的目的是减少电子电气设备在使用和废弃后对人类和环境的影响；制定WEEE 指令的目的是防治报废电子电气设备，实现再利用、再循环使用或其它形式的回收，即3R原则（Reduce、Reuse、Recycling）。对于FPC来说，一般情况下都满足ROHS的要求。（它不喷锡）但是这类产品在板材、感光油墨、文字油墨中含有卤素及其化合物（作为阻燃剂使用）。这些卤素化合物不是以PBB和PBDE形式存在，而是以其他形式的卤素化合物形式存在的，所以能够满足ROHS指令的要求。对于装配厂商，现已有一些客户对环保要求提出了比ROHS指令限制使用的六类有害物质以外更高的要求，限制了更多的有害物质的含量。主要有卤素（氯和溴）及其化合物的限制。像最终供货为SONY、Hitachi、DELL、Panasonic、松本电工等公司的产品就提出更高的要求。SONY公司还有其特定的规范ss-00259。一般的FPC（无铅工艺）都含有卤素作为阻燃剂。所以FPC行业推出了无卤素板材和无卤素绿油，以适应该要求，但是该类产品的性能和原来的有一些不同。1）成本比较高，一般增加30%以上成本 2）工艺复杂，生产制作成本较高 3）报废率比较高，4）保存时间比较短，容易吸潮 5）焊接工艺参数不同，不良率偏高。因为以上原因，行业中使用的量并不大，仅仅为了适应极少数客户要求而特别选用的特别产品。二、材料铜箔胶接剂绝缘基膜铜箔胶接剂绝缘基膜铜箔胶接剂铜箔绝缘基膜铜箔绝缘基膜铜箔 （上图左为单面有胶基材、上图左下为双面有胶基材、上图右上为单面无胶基材、上图右下为双面无胶基材） 1、聚脂，是指聚对苯二甲酸乙二醇脂（PET），自1953年英国ICI公司实现工业化的，目前用于覆铜板的聚脂薄膜，主要由美国杜邦（Du Pont）公司生产。 2、聚酰亚胺薄膜（PI），是制造挠性覆铜板最重要的材料之一，最早是由美国杜邦公司开发的，1965年开始商品化，商品名称为Kapton， 目前有，日本钟渊化学工业公司、宇部兴产公司、三井化学、新日铁化学、日东电工等，国内有九江福莱克斯、湖北华烁、深圳丹邦、中山东溢等公司生产。 聚酰亚胺薄膜（PI）最大的特点是耐热性高，长期使用温度为260度，在短时间内能耐400度以上的高温，此外，还具有良好的电气特性和机械特性，耐气候性和耐药品性也好，在-200度至250度温度范围内，其特性相对稳定、变化小、且具有阻燃性，美中不足是吸水率高，吸湿后尺寸变化大，热收缩性比环氧玻纤布基材大，而且粘合性差。 聚脂薄膜（PET）具有优秀的抗拉强度等机械特性和电气特性，良好的耐水性和吸湿后的尺寸稳定性，价格又低于聚酰亚胺，但，受热时收缩率大，耐热性欠佳，不适合于高温锡焊。目前聚酰亚胺薄膜为联苯型聚酰亚胺薄膜，早期的为均苯型聚酰亚胺薄膜，主要是改善早期吸水性高、吸湿后尺寸变化大等缺点，现在的聚酰亚胺薄膜分为四种；1、 标准型2、 高尺寸稳定型3、 低湿膨胀型4、 用于带式自动接合（TAB）各种特性对比；（附表一）见34页特性单位聚酰亚胺膜标准型高尺寸稳定型低湿膨胀型用于TAB拉伸强度Mpa245304300520拉伸率%100904042抗拉弹性率Mpa3185411660009114抗撕裂传播g/mm280280330热收缩率%0.090.080.0060.1线膨胀系数ppm/k27161212吸水率%2.52.11.21.4湿膨胀系数ppm/k2014612介电常数3.33.23.13.5介质损耗0.0050.0040.0040.0013 聚酰亚胺薄膜主要厂商和产品特性如表二所示；见35页厂商商品名称特 点杜邦（美）Kapton H传统商品Kapton E高尺寸稳定性、低吸湿性钟渊化学Apical AH传统商品Apical NPI尺寸稳定性、低吸湿性Apical HP高尺寸稳定性、低吸湿性宇部兴产UPILEX-S高尺寸稳定性、低吸湿性U 液态树脂液态聚酰亚胺三井化学NEOFLEX供无胶基材新日铁化学ESPANEX供无胶基材3、胶粘剂，胶粘剂的特性直接影响覆铜板的产品质量，主要从下面几个方面考虑； A、耐热性 B、挠曲性。 C、粘合性 D、电性能 E、耐化学性 F、冲孔或钻孔加工性 G、阻燃性等目前用于覆铜板的胶粘剂，主要有以下几类，1、 聚脂类2、 丙烯酸类3、 改良性环氧树脂类4、 聚酰亚胺类胶粘剂类型耐热性耐化学性介电性能粘合性挠曲性耐吸湿性成本聚脂类丙烯酸类改良环氧类聚酰亚胺类XX表示方法：优 良 一般 X差4、挠性覆铜板用的导体材料，有铜箔、铝箔和铜-铍合金箔等。但目前绝大多数是采用铜箔。根据不同的制造方法，铜箔分为电解铜箔（ED）和压延铜箔（RA） 根据IPC-4562标准，用于挠性覆铜板的铜箔，其级别和特点，如下表所示；种类级别特点电解铜箔1标准电解铜箔常规电解铜箔，不作反复挠曲的挠性板3高温延伸性电解铜箔挠曲性优于1级铜箔，可与1级一起使用10可低温退火电解铜箔与压延铜箔一样，在热处理过程中可重结晶，挠曲性优于其它电解铜箔。可用于对可靠性要求不高的摺动部位。压延铜箔7退火压延铜箔经热处理和重结晶，多数用于层压固化温度较低的聚脂产品8可低温退火压延铜箔经冷轧的压延铜箔。是压延铜箔的主流产品。在用户的层压热固化过程中可退火重结晶 电解铜箔与压延铜箔的特性对比；（以标准箔与退火箔作对比）项 目单 位电解铜箔（标准箔）压延铜箔（退火箔）厚 度mm0.0180.0350.0180.035纯 度%99.899.899.999.9最大电阻毫欧7.13.56.73.4最小导电率%94.1296.6100100拉伸强度（室温）N/mm105210105140延伸率（室温）%23510 二、制造方法挠性覆铜板的制造，有三层法与二层法三层法分为片状制造与连续卷状的制造方法二层法1、 涂布法，在铜箔上均匀涂覆一层聚酰亚胺树脂，经烘干固化成膜。2、 喷镀法，在聚酰亚胺基膜上，先喷射一层很薄的晶种，在铜层的基础上再镀铜加厚到所要求的厚度。3、 化学镀/电镀法，采用等离子处理使聚酰亚胺基膜表面活化，再沉铜与电镀使其表面厚度达到要求4、 层压法，首先由基膜制造商提供一种复合膜，此复合膜是由高尺寸稳定性的聚酰亚胺薄膜，涂上一层具有粘合剂的热塑性聚酰亚胺树脂组成的，加上铜层经过热压而成。目前，市场上的挠性覆铜板，其性能比较如下表；胶粘剂类型绝缘性介电特性耐吸湿性可挠折尺寸精度阻燃性价格聚脂-XX聚酰亚胺-XX玻纤布/环氧- 表示方法：优 良 一般 X差 玻纤布/环氧基材,不适合用于弯曲部位 三、覆盖膜覆盖层，是一种覆盖在挠性印制线路板表面的绝缘保护层，这种覆盖层，对电路起保护作用，防止电路受潮、污染以及其它形式的负面影响，同时起到增强作用，减少导体在挠曲过程中所产生的应力。覆盖层有以下几