柔性PCB的主要材料

随着迅速增长的电子和电信工程领域要求技术创新，工程师和科学家不断寻找新颖的方法来改善最终产品的质量，生命周期和可靠性。为此，柔性PCB材料是当今研究的重点。在我们周围的几乎所有电子设备（如打印机，扫描仪，高清相机，手机，计算器等）中都可以找到柔性PCB。因此，柔性PCB材料的研究和制造工艺的改进可以最大程度地降低生产成本并提高质量和可靠性。最终产品。在本文中，我们将分析柔性PCB制造工艺中使用的主要材料类型。

柔性PCB的属性：

我们知道，柔性PCB可以很容易弯曲，并可以安装微型电子元件。它的重量也非常轻且超薄，因此可以安装在为主题电子产品或最终产品设计的任何小隔间或外壳中。柔性印刷电路板最适合需要解决外壳空间限制的应用。

柔性PCB的常见基板材料类型：

基质：

柔性PCB或刚性PCB中最重要的材料是其基础基板材料。它是整个PCB站立的材料。在刚性PCB中，基板材料通常是FR-4。但是，在Flex PCB中，常用的基材材料是聚酰亚胺（PI）膜和PET（聚酯）膜，除此之外，还可以使用聚合物膜，例如PEN（聚邻苯二甲酸乙二酯），PTFE和芳纶等。

聚酰亚胺（PI）“热固性树脂”仍然是Flex PCB最常用的材料。它具有出色的拉伸强度，在-200 O C至300 O C的宽工作温度范围内非常稳定，具有耐化学腐蚀性能，出色的电性能，高度耐用和出色的耐热性。与其他热固性树脂不同，即使在热聚合后也可以保持其弹性。然而，PI树脂的缺点是撕裂强度差并且吸湿率高。另一方面，PET（聚酯）树脂的耐热性较差，“使其不适合直接焊接”，但具有良好的电气和机械特性。另一种基材PEN具有比PET更好的中等水平性能，但不比PI更好。

液晶聚合物（LCP）基板：

LCP是在Flex PCB中迅速流行的基板材料。这是因为它在保持PI的所有特性的同时克服了PI基板的缺点。LCP具有0.04％的耐湿性和抗湿性，在1GHz时的介电常数为2.85。这使其在高速数字电路和高频RF电路中闻名。LCP的熔融形式称为TLCP，可以注塑成型并压制成柔性PCB基板，并且可以轻松回收。

树脂：

另一种材料是将铜箔和基底材料紧密粘合在一起的树脂。树脂可以是PI树脂，PET树脂，改性环氧树脂和丙烯酸树脂。树脂，铜箔（顶部和底部）和基材形成了称为“层压板”的三明治。这种层压板称为FCCL（柔性覆铜层压板），是通过在受控环境下通过自动压制对“堆栈”施加高温和高压而形成的。在这些提到的树脂类型中，改性环氧树脂和丙烯酸树脂具有很强的粘合性能

这些粘合树脂不利于Flex PCB的电气和热性能，并降低尺寸稳定性。这些胶粘剂还可能含有对环境有害的卤素，并且受到欧盟（欧盟）法规的限制。根据这些环境保护法规，限制使用7种有害物质，其中铅（Pb），汞（Hg），镉（Cd），六价铬（Cr 6+），多溴联苯（PBB），多溴联苯醚（PBDE） ），邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）和邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）。

因此，解决此问题的方法是使用不带粘合剂的2层FCCL。2L FCCL具有良好的电性能，高耐热性和良好的尺寸稳定性，但其制造困难且成本高。

铜箔：

柔性PCB中的另一种顶级材料是铜。PCB走线，走线，焊盘，过孔和孔都填充有铜作为导电材料。我们都知道铜的导电特性，但是如何在PCB上印刷这些铜迹线仍是讨论的主题。在2L-FCCL（2层柔性覆铜箔层压板）基板上有两种铜沉积方法。1-电镀2-层压。电镀方法的粘合剂较少，而层压板包含粘合剂。

电镀：

在需要超薄Flex PCB的情况下，通过树脂粘合剂在PI基板上层压铜箔的常规方法不适合。这是因为层压工艺具有3层结构，即（Cu-Adhesive-PI）使堆叠层更厚，因此不建议用于双面FCCL。因此，使用了另一种称为“溅射”的方法，其中通过“无电”电镀通过湿法或干法将铜溅射在PI层上。该化学镀沉积了非常超薄的铜层（种子层），而在称为“电镀”的下一步骤中沉积了另一层铜层，其中较厚的铜层沉积在铜的薄层（种子层）上。此方法无需使用树脂粘合剂即可在PI和铜之间形成牢固的粘合力。

层压：

在这种方法中，PI基材通过覆盖层与超薄铜箔层压在一起。Coverlay是一种复合膜，其中将热固性环氧粘合剂涂覆在聚酰亚胺膜上。这种覆盖胶粘剂具有出色的耐热性能和良好的电绝缘体，具有弯曲，阻燃和填充间隙的特性。特殊类型的覆盖层称为“ Photo Imageable Coverlay（PIC）”，它具有出色的粘合力，良好的抗挠性和环境友好性。但是，PIC的缺点是耐热性差，玻璃化转变温度（Tg）低

轧制退火（RA）与电沉积（ED）铜箔：

两者之间的主要区别在于其制造过程。ED铜箔是通过电解法由CuSO4溶液制成的，其中将Cu2 +浸入旋转的阴极辊中并剥离，然后制成ED铜。而RA不同厚度的铜是通过加压工艺由高纯度铜（> 99.98％）制成的。

电沉积（ED）铜的导电性比滚压退火（RA）铜好，而RA的延展性比ED好得多。对于Flex PCB，就柔韧性而言，RA是更好的选择，而ED是导电性的更好选择。