PCB-Technologie - Trends in der FPC-Leiterplattentechnologie

Die technologische Entwicklung FPC und der technologische Trend FPC-Werkstoffe.

1. Die neuesten technologischen Trends der FPC

Mit der Diversifizierung der Anwendungen und Kompaktheit erfordern FPCs, die in elektronischen Geräten verwendet werden, Schaltkreise mit hoher Dichte sowie hohe Leistung im qualitativen Sinne. Jüngste Änderungen der FPc-Schaltungsdichte. Das subtraktive Verfahren (Ätzverfahren) kann verwendet werden, um eine einseitige Schaltung mit einer Leitersteigung von 30um oder weniger zu bilden, und eine doppelseitige Schaltung mit einer Leitersteigung von 50um oder weniger wurde ebenfalls in der Praxis angewendet. Die Durchgangslöcher zwischen Leiterschichten, die doppelseitige Schaltungen oder mehrschichtige Schaltungen verbinden, werden immer kleiner, und jetzt haben Löcher mit Durchgangsdurchmessern unter 100um den Maßstab der Massenproduktion erreicht.

Aus Sicht der Fertigungstechnik, der mögliche Fertigungsbereich von Schaltkreisen mit hoher Dichte. Je nach Schaltungsabstand und Durchgangslochdurchmesser, high-density circuits are roughly divided into three types: (1) traditional FPC; (2) FPC mit hoher Dichte; (3) ultra-FPC mit hoher Dichte.

In der traditionellen subtraktiven Methode wurde FPC mit einer Neigung von 150um und einem Durchgangslochdurchmesser von 15um in Massenproduktion hergestellt. Durch die Verbesserung von Materialien oder Verarbeitungsanlagen kann auch im subtraktiven Verfahren eine Schaltung von 30um bearbeitet werden. Darüber hinaus kann durch die Einführung von Verfahren wie CO2-Laser oder chemisches Ätzen eine Massenproduktion und Verarbeitung von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 50um erreicht werden, und die meisten der derzeit in Serie produzierten hochdichten FPCs werden durch diese Technologien verarbeitet.

Wenn die Teilung jedoch kleiner als 25um und der Durchgangslochdurchmesser kleiner als 50um ist, selbst wenn die traditionelle Technologie verbessert wird, ist es schwierig, die Ausbeute zu erhöhen, und neue Prozesse oder neue Materialien müssen eingeführt werden. Es gibt verschiedene Verarbeitungsmethoden für das vorgeschlagene Verfahren, aber das semiadditive Verfahren mit der Elektroformtechnik (Sputtering) ist das geeignetste Verfahren. Nicht nur der Grundprozess ist anders, sondern auch die verwendeten Materialien und Hilfsstoffe sind unterschiedlich.

Andererseits erfordert die Weiterentwicklung der FPC-Fügetechnologie eine höhere Zuverlässigkeitsleistung von FPC. Mit der hohen Dichte von Schaltungen hat die Leistung von FPCs diversifizierte und leistungsstarke Anforderungen gestellt. Diese Leistungsanforderungen hängen in hohem Maße von der Schaltungstechnik oder den verwendeten Materialien ab.

2. FPC-Herstellungsverfahren

Fast alle FPC-Herstellungsverfahren wurden bisher im subtraktiven Verfahren (Ätzverfahren) verarbeitet. Normalerweise wird eine kupferplattierte Platine als Ausgangsmaterial verwendet, eine Resistschicht wird durch Photolithographie gebildet, und der unnötige Teil der Kupferoberfläche wird geätzt und entfernt, um einen Stromleiter zu bilden. Aufgrund von Problemen wie dem Unterschneiden hat das Ätzverfahren Einschränkungen bei der Verarbeitung von Feinstromkreisen.

Da es schwierig ist, hochergiebige Mikroschaltungen auf der Grundlage der subtraktiven Methode zu verarbeiten oder aufrechtzuerhalten, wird die semiadditive Methode als effektive Methode angesehen, und verschiedene semiadditive Methoden wurden vorgeschlagen. Ein Beispiel für die Mikrokreisverarbeitung mit dem semiadditiven Verfahren. Der semi-additive Prozess beginnt mit einer Polyimidfolie und gießt zunächst ein flüssiges Polyimidharz auf einen geeigneten Träger, um einen Polyimidfilm zu bilden. Als nächstes wird ein Sputterverfahren verwendet, um eine Aussaatschicht auf dem Polyimid-Basisfilm zu bilden, und dann wird ein Resistmuster des umgekehrten Musters der Schaltung auf der Aussaatschicht durch Photolithographie gebildet, die eine Überzugsresistschicht genannt wird. Das Rohteil wird galvanisch beschichtet, um eine Leiterschaltung zu bilden. Anschließend werden die Resistschicht und die unnötige Aussaatschicht entfernt, um den ersten Schichtkreis zu bilden. Beschichtung von lichtempfindlichem Polyimidharz auf der ersten Schicht der Schaltung, Verwendung von Photolithographie, um Löcher, Schutzschicht oder Isolierschicht für die zweite Schicht der Schaltungsschicht zu bilden, und dann Sputtern auf ihr, um eine Aussaatschicht zu bilden, als zweite. Die Basisleitschicht eines zweischichtigen Schaltkreises. Durch Wiederholen des obigen Prozesses kann eine mehrschichtige Schaltung gebildet werden.

Mit dieser semi-additiven Methode ist es möglich, ultrafeine Schaltkreise mit einer Neigung von 5um und einem Durchgangsloch von 10um zu verarbeiten. Der Schlüssel zur Herstellung ultrafeiner Schaltkreise im semiadditiven Verfahren ist die Leistung des lichtempfindlichen Polyimidharzs, das als Isolierschicht verwendet wird.

Drei, die grundlegenden Bestandteile von FPC

Das Grundbestandteil von FPC ist die Basisfolie oder das hitzebeständige Harz, das den Basisfilm bildet, gefolgt von dem kupferplattierten Laminat und dem Schutzschichtmaterial, das den Leiter bildet.

Das Basisfolienmaterial von FPC reicht von der anfänglichen Polyimidfolie bis zur hitzebeständigen Folie, die lötbar ist. Der Polyimidfilm der ersten Generation hat Probleme wie hohe Feuchtigkeitsaufnahme und großen Wärmeausdehnungskoeffizienten, so dass Menschen das Polyimidmaterial der zweiten Generation für Schaltkreise mit hoher Dichte verwenden.

Bisher haben Menschen mehrere hitzebeständige Folien für FPC entwickelt, die die Polyimidfolie der ersten Generation ersetzen können. In den nächsten zehn Jahren wird jedoch angenommen, dass sich die Position von Polyimidharz, das das Hauptmaterial von FPC ist, nicht ändern wird. Darüber hinaus ändert sich mit der hohen Leistung von FPC die Materialform von Polyimidharz, und es ist notwendig, Polyimidharz mit neuen Funktionen zu entwickeln.

Vier, kupferplattiertes Laminat

Viele FPC-Hersteller kaufen oft in Form von kupferplattierten Laminaten und verarbeiten sie dann aus den kupferplattierten Laminaten zu FPC-Produkten. Die kupferplattierte Folie für FPC oder die Schutzfolie (Cover Lay Film) unter Verwendung der Polyimidfolie der ersten Generation besteht aus einem Klebstoff wie Epoxidharz oder Acrylharz. Die Hitzebeständigkeit des hier verwendeten Klebstoffs ist niedriger als die von Polyimid, so dass die Hitzebeständigkeit oder andere physikalische Eigenschaften von FPC begrenzt sind.

Um die Mängel von kupferplattierten Laminaten unter Verwendung herkömmlicher Klebstoffe zu vermeiden, verwenden Hochleistungs-FPCs einschließlich hochdichter Schaltkreise klebefreie kupferplattierte Laminate. Bisher gab es viele Herstellungsmethoden, aber nun stehen folgende drei Methoden für den praktischen Einsatz zur Verfügung:

(1) Gießverfahren

Das Gießverfahren basiert auf Kupferfolie. Flüssiges Polyimidharz direkt auf die oberflächenaktivierte Kupferfolie auftragen und zu einem Film wärmebehandeln. Das hier verwendete Polyimidharz muss eine ausgezeichnete Haftung auf Kupferfolie und eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität aufweisen, aber es gibt kein Polyimidharz, das diese beiden Anforderungen erfüllen kann. Beschichten Sie zuerst eine dünne Schicht Polyimidharz (Klebeschicht) mit guter Haftung auf der Oberfläche der aktivierten Kupferfolie und beschichten Sie dann eine bestimmte Dicke Polyimidharz mit guter Dimensionsstabilität auf der Haftschicht (Kernschicht). Aufgrund der Unterschiede in den thermisch-physikalischen Eigenschaften dieser Polyimidharze treten beim Ätzen der Kupferfolie große Gruben im Basisfilm auf. Um dieses Phänomen zu verhindern, wird die Kernschicht mit einer Klebeschicht beschichtet, um eine gute Symmetrie der Basisschicht zu erhalten.

Um doppelseitige kupferplattierte Laminate herzustellen, verwendet die Klebeschicht heißes Schmelzpolyimidharz, und dann wird die Kupferfolie durch Heißpressen auf die Klebeschicht laminiert.

(2) Sputtern/Plattieren

Ausgangsmaterial des Sputterprozesses ist eine hitzebeständige Folie mit guter Dimensionsstabilität. Der erste Schritt besteht darin, mittels eines Sputterverfahrens eine Aussaatschicht auf der Oberfläche des aktivierten Polyimidfilms zu bilden. Diese Aussaatschicht kann die Haftfestigkeit zur Leitergrundschicht sicherstellen und übernimmt gleichzeitig die Rolle der Leiterschicht für die Galvanik. Normalerweise wird Nickel oder Nickellegierung verwendet. Um die Leitfähigkeit zu gewährleisten, wird eine dünne Kupferschicht auf die Nickel- oder Nickellegierungsschicht gesprüht und Kupfer auf eine bestimmte Dicke galvanisiert.

(3) Heißpressverfahren

Das Heißpressverfahren besteht darin, ein thermoplastisches Harz (thermoplastisches Klebeharz) auf der Oberfläche einer hitzebeständigen Polyimidfolie mit guter Dimensionsstabilität zu beschichten und dann Kupferfolie auf das Schmelzharz bei hoher Temperatur zu laminieren. Hier wird eine Verbundpolyimidfolie verwendet.

Sechs abschließende Bemerkungen

Die Nachfrage nach FPC rasant zunimmt, Die Schaltungsdichte nimmt weiter zu, und Fertigungstechnologie wird auch verbessert und weiterentwickelt Jahr für Jahr. Das rasche Wachstum der FPC Grundstoffe, Schutzschichten und Zwischenschichtdämmstoffe werden auch in Zukunft auf Polyimidharzen zentriert sein.

Mit der hohen Leistung und hohen Dichte von FPC ist nicht nur die Entwicklung von Hochleistungspolyamidharzfolien, sondern auch die Entwicklung diversifizierter Produktformen erforderlich.