二层挠性覆铜板

　　早期的挠性覆铜板(FCCL)主要是有胶型的产品。该类产品是由铜箔、聚酰亚胺(PI)膜和胶粘剂，三层不同材料组成的。该类产品又称为三层挠性覆铜板(3L-FCCL)。

　　目前，3L—FCCL采用的胶粘剂，多数为环氧型胶粘剂和阿克力型胶粘剂。在耐热性、尺寸稳定性和长期可靠性等方面，上述两类胶粘剂都比不上PI树脂，导致了3L—FCCL在应用领域中受到一定限制。

　　近年来，随着电子工业的迅速发展，电子产品进一步小型化、轻量化和组装高密度化，业界的注意力逐渐转向无胶型挠性覆铜板的开发和应用。这类产品没有传统的胶粘剂，所以又称为二层挠性覆铜板(2L-FCCL)。

　　2L-FCCL具有更高的耐热性、更高的尺寸稳定性以及更优秀的可挠性、更优秀的长期可靠性。自2003年以来，2L-FCCL一直处于良好的发展势头。据日本JMS市场调查资料显示，全球对2L-FCCL的需求量，近年来出现快速增长。

　　其中，双面板的增长速度更为突出。从2004年的210万平方米，至2007年增加到500万平方米，约增长1.4倍。

　　虽然我们对二层挠性覆铜板的研究起步较晚，基础较弱，穷则思变!我们应虚心学习，吸取别人的成功经验，自主开发，走自己的道路，树立信心，争取在较短的时间内，缩小与国际先进水平的差距。

　　1 目前，在2L-FCCL，的制造技术方面，主要有三种工艺路线。

　　(1)涂布法(Casting)。

　　(2)压合法(Lamin ation)。

　　(3)溅镀法(Sputter)。

　　这三种方法各有特点。在工艺条件、设备要求和产品特性等方面，有较大的差异。在综合分析当前2L-FCCL。的市场现状和技术发展的基础上，我们把工作重点放在压合法上。其中，复合膜的开发是重中之重。压合法工艺路线，如图2所示:

　　2.1 树脂合成

　　压合法中用到两种PI树脂，即热塑性的TPI树脂和非热塑性的PI树脂。

　　TPI树脂具有良好的粘合性，能与铜箔牢固的结合。PI树脂具有高耐热性、低CTE和低吸湿性等性能。这两种树脂具有不同的功能，起着不同的作用。两者的有机结合，可以取得良好的综合效果。

　　(1)单体的选择

　　PI树脂和TPI树脂的合成，需要两类单体，即芳香二胺和芳香二酐。在单体中，由于结构的差异，有刚性单体和挠性单体之分。使用刚性单体，有利于树脂耐热性、尺寸稳定性的提高，但粘合性欠佳。相反，使用挠性单体，有利于粘合性的改善，但耐热性、尺寸稳定性会受到负面影响。

　　在树脂合成时，应根据其功能和作用，选择相应的单体。同时要考虑刚挠结合，以取得良好的综合效果。

　　(2)反应条件

　　单体确定以后，反应条件就成为关键。二胺和二酐的用量，原则上是等克分子配对。反应一般在低温条件下进行。在反应过程中，为了隔离空气，防止物料水解，影响反应结果，通常是通入惰性气体(如氮气)。

　　(3)粘度控制

　　合成时，加料顺序虽没有严格规定，但一般是二胺先在极性溶剂中，在通氮气的情况下，搅拌溶解。然后逐量加入二酐，在低温条件下搅拌反应。在此过程中，应密切注意黏度的变化。当黏度达到预定要求时，即告反应终点。树脂的固体含量，一般为15%～20%，黏度一般控制在1000泊～5 000泊(25℃)为宜。

　　2.2 涂布、制作复合膜

　　常用的方法是通过具有高精度涂头的涂布机，将TPI树脂均匀涂布在非热塑性的PI膜上。然后，进行高温热处理、亚胺化，制成三层结构的复合膜，如图3所示。

　　另一种方法是通过复式多管涂头(Multi Mani—fold Dies)，将TPI树脂和PI树脂，三层一次性的涂布在环状不锈钢带上，经烘干成膜，再经高温热处理、亚胺化，制成复合膜。制膜机如图4所示。

　　2.3 高温压合、制作2L—FCCL

　　在复合膜基础上，双面配上铜箔和保护膜，通过高温辊压，制作双面2L-FCCL。

　　压合温度一般为300℃一400℃。高温辊压生产线如图5所示。

　　3　结果与讨论

　　3.1 TPI树脂

　　复合膜是由热塑性的TPI和非热塑性的PI两种高分子材料组成的。相对而言，热塑性的TPI的热膨胀系数(CTE)偏大，Tg偏低。为了减少复合膜的热变形，在保证粘合性的前提下，TPI层不宜过厚，一般为1um一5um。TPI的Tg不宜偏低，一般为200℃～260℃。

　　实测结果：245℃ 测试方法采用动态机械分析法(DMA)。

　　3.2 Pl树脂

　　作为非热塑性的PI树脂是复合膜的主体。PI树脂应具有高耐热性、高尺寸稳定性、低CTE和低吸湿性等性能。PI树脂的Tg一般要求高于340℃。

　　实测结果：358℃ 测试方法采用动态机械分析法(DMA)。

　　3.3 2L—FCCL

　　(1)耐焊性(3 0 0℃)，lmin以上。

　　(2)剥离强度(1 8um压延铜箔)，1.5N/mm。