精细线路用新型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜

时间：2023-05-01 07:27:55 资料我要投稿

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精细线路用新型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜

随着电子产品向轻、薄、小、高密度化方向发展，挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的用量逐年递增,其应用领域也由过去主要满足军用扩展到各种民用电子产品，如计算机、移动电话和汽车电子产品。电子产品的发展要求挠性印制线路板的体积更小、厚度更薄、质量更轻、线路更精细、线宽/间距更小(0.3mm /0.3mm→0.2mm/0.2mm→0.1mm/0.1mm→0.05mm/0.05mm→0.03mm/0.03mm)、性能更可靠。传统的挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜为3层结构即铜箔、聚酰亚胺膜、胶粘剂，由于其Z轴热膨胀系数大、尺寸稳定性和耐高温性差，不能满足高可靠性精细挠性线路的使用要求，所以，近年国内外纷纷开发新型高性能挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜，如无粘接剂挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜和其它耐温更高、尺寸稳定性更好、Z轴热膨胀系数更小的新型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜。704厂研究所为适应市场需求最新研制的LSC?053挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜是制作高可靠性精细挠性线路的理想材料。以下介绍挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的结构、特性、制作工艺及主要性能。

挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的结构及性能

LSC-053挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜由超薄铜箔(5μm～9μm)、粘接剂和聚酰亚胺薄膜(25μm～50μm)构成，结构如图1所示。该产品具有以下特点：

(1)产品总厚度薄(45μm～65μm)，可制作线宽/间距为30μm/30μm的精细挠性线路;

(2)质量轻，每平方米标称质量为160g(以5μm厚铜箔、60μm厚度的绝缘基材为例);

(3)挠曲性良好，便于空间布线;

(4)基材完全为有机物，可采用激光加工微孔;

(5)基材为双向拉伸的聚酰亚胺薄膜，使产品具有良好的机械性能(拉伸强度>800kg/cm2);

(6)耐高温(可在200℃下长期使用);

(7)优异的电性能(击穿强度>200kV/mm，表面电阻>107MΩ)。

挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的制作工艺

挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜有多种制作工艺，以下按2层法(无粘接剂型)、3层法(有粘接剂型)分别叙述其制作工艺过程。

无粘接剂型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的制作工艺

无粘接剂型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜制作工艺有4种，即流延法、电镀法、真空溅射法和层压法。

(1)流延法是将聚酰胺酸涂覆在铜箔上，经干燥、亚胺化制成。该种制作方法的关键是聚酰胺酸的合成及亚胺化工艺，该工艺应保证产品不卷曲，抗剥强度好。

(2)电镀法是先将聚酰亚胺薄膜进行表面活化处理，然后在薄膜上镀铜。该方法的缺点是工艺复杂，厚度精度不易控制，剥离强度差。

(3)真空溅射法是在真空下，通过等离子溅射法把铜沉积在聚酰亚胺薄膜表面。该方法需专用设备，造价太高。

(4)层压法是在铜箔上涂覆热塑性聚酰亚胺粘接剂制成涂胶铜箔，再与聚酰亚胺薄膜热压在一起。另外，层压法还可以用增强纤维浸渍聚酰亚胺树脂制成粘接片作绝缘基材，与铜箔一起热压制作挠性覆铜箔薄膜。采用该方法制成的产品的挠曲性较差。

虽然无粘接剂型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的Z轴热膨胀系数、尺寸稳定性及耐高温性比有粘接剂型覆铜箔聚酰亚胺薄膜好，但制作工艺尚不成熟。

有粘接剂型挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的制作工艺

制作挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的传统工艺是先在聚酰亚胺薄膜上涂1层胶粘剂，在一定条件下烘焙至半固化状态制成涂胶聚酰亚胺薄膜，然后与铜箔一起热压或热复合制成。通常使用的粘接剂有改性环氧，改性丙烯酸酯，改性聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等。用以上胶粘剂制作的挠性覆铜箔(35μm，18μm)聚酰亚胺薄膜，其弯曲疲劳可达上万次，但制成挠性覆超薄铜箔(5μm)聚酰亚胺薄膜，其弯曲疲劳性只有几十次且剥离强度低，不能满足使用要求。

本文介绍的LSC?053新型挠性覆铜箔(5μm)聚酰亚胺薄膜是用3层法工艺制作的，是用1种新型胶粘剂均匀地涂覆在预处理过的双向拉伸聚酰亚胺薄膜上，在一定条件下进行烘焙制成涂胶聚酰亚胺薄膜，然后与超薄铜箔一起层压制成。这种新型胶粘剂与铜箔和聚酰亚胺薄膜有良好的粘结性，使制成的挠性覆铜箔 (5μm)聚酰亚胺薄膜具有良好的挠曲性及优异的综合性能，可满足高性能精细挠性线路的使用需求。

挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的性能

LSC-053挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜的主要性能见表1。

表1 LSC-053覆铜箔聚酰亚胺薄膜的主要性能

项目处理条件指标典型值检验方法

表面电阻/MΩ C?96/35/93恢复后 ≥104 2.8×107 GJB1651中5020

体积电阻率/MΩ·m C?96/35/93恢复后 ≥106 2.2×107 GJB1651中5020

介电常数（1MHz） C?96/40/93恢复后 ≤2.8 2.67 GB/T4722中11章

介电损耗(1MHz) C?96/40/93恢复后 ≤0.008 0.0059 GB/T4722中11章

电气强度/(kV/mm) A ≥25 200 GB/T4722中13章

弯曲疲劳/次 A ≥200 394 GB/T13557中4章

尺寸变化率/(mm/m) 经蚀刻后横向和纵向 ≤2.2 1.3 GB/T4722中21章

蚀刻和干热后横向和纵向 ≤3.5 2.3 GB/T4722中21章