banner

วัตถุดิบหลักของแผงวงจรมีความแตกต่างกันในการใช้วัสดุพื้นผิว PCB และ FPC

Jun 27, 2022

ประสิทธิภาพของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ลามิเนตที่ทำจากโพลีอิไมด์เรซินสามารถใช้เป็นพื้นผิววงจรพิมพ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (FPC) ที่ทำจากฟิล์ม PI ซึ่งมีข้อดีของการเดินสายแบบสามมิติ การจัดเรียงหลายชั้น และความจุในการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น โทรศัพท์มือถือ

FPC circuit board

การประยุกต์ใช้ฟิล์ม H ใน FPC นั้นมีขนาดใหญ่มากและการเติบโตต่อปีนั้นรวดเร็วมาก ในตลาดต่างประเทศ FPC ในสหรัฐอเมริกามีสัดส่วนประมาณ 9 เปอร์เซ็นต์ของตลาด PCB ทั้งหมด โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ ในอนาคต FPC จะยังคงเพิ่มขึ้นในอัตราการเติบโตมากกว่าร้อยละ 20 ต่อปี ฟิล์ม H ในยุโรปตะวันตกส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารตั้งต้น FPC หรือวัสดุฉนวนสำหรับมอเตอร์ 60 เปอร์เซ็นต์ของฟิล์ม PI ที่ใช้ในงานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในญี่ปุ่นถูกใช้เป็น FPE Japan Zhongyuan Chemical Industry Co., Ltd. ได้พัฒนาฟิล์มกาวคอมโพสิต H HXEOTM ซึ่งใช้สำหรับการเตรียมพื้นผิววงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น ผู้ผลิตในประเทศได้เริ่มพัฒนาบอร์ดสองชั้นที่ทำจากโพลิอิไมด์และฟอยล์ทองแดง ซึ่งทนความร้อนและต้านทานการดัดงอได้ดีกว่าบอร์ดสามชั้น โพลีอะไมด์ฟอยล์ทองแดง แผงวงจรยืดหยุ่นที่ทำจากคอมโพสิตฟิล์มอิมีนกำลังเข้ามาแทนที่แผงวงจรแข็งที่มีขนาดใหญ่ มาตราส่วน.


การผลิตฟิล์ม Pl ที่มีพื้นผิวเป็นรูพรุนสามารถปรับปรุงความคงทนในการยึดติดระหว่างฟิล์มกับผิวเคลือบทองแดงได้ นักวิจัยจาก Teijin Corporation of Japan เสนอว่าฟิล์ม PA ที่ได้จากการหล่อบนพื้นผิวเรียบถูกแช่ในสารละลายแอลกอฮอล์ที่มีจำนวนคาร์บอน 1 ถึง 6 เช่น เอทานอล จากนั้นจึงทำปฏิกิริยาเลียนแบบเพื่อให้ได้ฟิล์ม PI ที่มีรูพรุนพร้อมประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม นักวิจัยบางคนได้คิดค้นวิธีการผลิต FPC โดยการวางฟิล์มโลหะบนฟิล์ม Pl ที่ไวแสง นอกเหนือจากการปรับปรุงการยึดเกาะของ PI ที่ดัดแปลงด้วยไซลอกเซนอินทรีย์กับวัสดุอนินทรีย์ เช่น แก้วและโลหะแล้ว Si-OH สามารถควบแน่นตัวเองเพื่อสร้างโครงสร้างที่เชื่อมโยงข้ามภายใต้เงื่อนไขบางประการ เพื่อให้ PI มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ( ซีไออี). . ตัวอย่างเช่น Nippon Suso Co., Ltd. ใช้ pyromellitic dianhydride, biphthalic dianhydride, diamine และ methylaminophenyltrimethoxysilane ในการทำโคพอลิเมอร์ และ PI ที่ปรับปรุงแล้วนั้นมีการยึดเกาะที่ดีเยี่ยมและ CTE ต่ำ CUE ต่ำสามารถทำให้ CTE ของวัสดุเคลือบอินทรีย์ใกล้เคียงกับวัสดุฐานอนินทรีย์ ซึ่งมีความสำคัญมากในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการทำงานของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ คุณสมบัติที่ใหญ่ที่สุดคือการทนความร้อนและความยืดหยุ่นของอ่างประสาน จนถึงขณะนี้ยังไม่มีวัสดุอื่นใดที่รวมข้อดีทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน


ปัญหาใหญ่ที่สุดเมื่อใช้เรซิน PI ใน PCB คือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนนั้นสูงกว่าของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มาก เนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวนี้ จึงเกิดความเค้นภายในขนาดใหญ่ในผลิตภัณฑ์ และเกิดการลอกของวงจรหรือการแตกร้าว และแม้กระทั่งการแตกหักจะเกิดขึ้นในกรณีที่รุนแรง . FPC ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน เริ่มแรกทำจากฟิล์ม H และฟอยล์ทองแดง จากนั้นติดกาวเข้าด้วยกัน การเติมกาวมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางความร้อน คุณสมบัติเชิงกล และคุณสมบัติทางไฟฟ้า ดังนั้นจึงสามารถใช้ได้เฉพาะในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปและสภาพแวดล้อม แต่ไม่เหมาะสำหรับการบินและอวกาศ ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง


เพื่อหลีกเลี่ยงผลเสียที่เกิดจากกาว ปัจจุบันมีการใช้สองวิธีในการเคลือบฟิล์ม PI และฟอยล์ทองแดงโดยตรง:


ก่อนอื่นให้เตรียมฟิล์ม PI และเคลือบชั้นฟอยล์ทองแดงที่มีความหนาสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม ฟอยล์ทองแดงที่เตรียมด้วยวิธีนี้มีสมบัติเชิงกลต่ำและยากต่อการนำมาใช้เป็น FPC


การเตรียม PI ที่มีการขยายตัวทางความร้อนต่ำทำให้คล้ายกับ CTE ของฟอยล์ทองแดง ซึ่งช่วยแก้ปัญหาหลักของการเคลือบฟิล์ม PI และฟอยล์ทองแดงโดยตรง: ความเครียดจากความร้อน PA พรีโพลิเมอร์ถูกเคลือบโดยตรงบนฟอยล์ทองแดง ทำให้แห้งและเลียนแบบเพื่อให้ได้ FPC ที่ปราศจากกาว มันเปลี่ยนวิธีการติดกาวแบบดั้งเดิม หลีกเลี่ยงข้อบกพร่องของการทนความร้อนต่ำที่เกิดจากกาว และทำให้ FIE มีคุณสมบัติทนความร้อน ทางกล และทางไฟฟ้าที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม วิธีการปรับปรุงความคงทนระหว่างวัสดุฐานและการเคลือบทองแดงเพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องของการส่งข้อมูลและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์เป็นหนึ่งในหัวข้อการวิจัยของฟิล์ม PI