从上海CPCA展会看FCCL及其基材的技术新发展%28下%29.pdf

覆铜板资讯2 0 2 3年第3期展会报道从上海CPCA展会看FCCL及其基材的技术新发展（下）华烁电子材料(武汉)有限公司陈文求范和平摘要：作为国内“后疫情”时代首次举办的大型PCB行业展会，本次CPCAShoW不仅展示了国内、外各厂商的实力和优势，而且给行业上下游提供了进一步交流和合作的机会，更是为提振我国PCB产业进一步兴盛、经济复苏奠定了良好的基础。根据本次相关参展厂商展出的资料信息，本文将挠性印制电路板（FPC）相关基材（主要为挠性覆铜板、包封膜和纯胶膜）及其及关键材料PI膜相关的新进展，包括新技术、新工艺、新产品和新应用等作介绍。关键词：FPC；FC C L；覆盖膜；纯胶膜；PI；低介电；无色透明（上接本刊2 0 2 3年第2 期）1.7骏驰新材作为首次参展的展商之一，成立于2 0 14年12 月的江阴骏驰新材料科技有限公司，是一家专业从事高传输、高速率5G高频FPC材料研发、设计、生产、销售的高新技术企业。该司自2 0 16 年12 月开始量产普通FCCL及覆盖膜，到2 0 2 1年9 月完成了FCCL四大系列所有普通产品的量产。其中，在2017年5月至2 0 2 2 年10 月先后完成了高频FCCL及相关接着胶片（即纯胶膜）的量产。该司本次展会中以“高起点打造超薄高频柔性覆铜板智能制造基地”为口号，面向高精尖智能终端领域，相关高频FCCL和保护膜产品，如MPI单面或双面FCCL（10 G H z下的Dk和Df分别为3.3 1/3.2 6 4和0.0026/0.0025）、LC P单面或双面FCCL（10 G H z 下的Dk和Df分别为3.2 4和0.0019）、Lo w D k/D f 覆盖膜（10 GHz下的Dk和Df分别为2.8 2 和0.0 0 2 8）、LowDk/Df接着胶片（10 GHz下的Dk和Df分别为2.52 和0.0026），已广泛应用在5G通讯智能手机、半导体、智能穿戴、航空航天、信号基站、军工雷达、新能源汽车、无人驾驶、人工智能、大数据互联网、智慧医疗和智慧城市等行业，并已在特斯拉、比亚迪、宁德时代、瑞声、Interflex、BH f le x、三星电机、维信、嘉联益等相关行业龙头企业完成测试认证并获得通过。2FPC基材新进展2.1手机天线用低介电FPC基材从2 0 17 年开始至今，由于智能手机和5G通讯射频天线用FPC的需要，对以LCP或MPI为代表的低介电常数和介电损耗（又称损耗因子）的FPC基材，包括FCCL、覆盖膜、纯胶片等有极大的需求。目前，以罗杰斯、松下、新日铁、生益科技等为代表，通过使用日本可乐丽LCP商品薄膜为原料生产的卷状LCP基FCCL基板材8展会报道覆铜板资讯2 0 2 3年第3期料，已占据手机天线用低介电FPC基材的半壁江山。由于此类基材现状及多层化技术研究已由南京电子技术研究所杨维生高工做了非常详细地介绍（第十九届中国覆铜板技术研讨会论文集，2 0 18.10.2 0）。同时由于该类基材的核心原材料受国外公司垄断供应，导致其生产和应用技术近期无太大更新，此处不再赘述。而MPI因其分子设计、合成方法和应用形式的多样性使得其成为各公司竞相研发的宠儿。目前实现商品化较成熟且成功应用于苹果系列手机射频天线FPC的为杜邦TMPyralux?相关的基材产品，在本次展会上由其国内代理经销商甘井公司展出了包括TA系列普通低介损无胶FCCL基材（10 GHz下的Dk和Df分别为3.2 和0.0 0 3），以及全MPI、或 Teflon?-Kapton?-Teflon 为基础的复合FCCL基材和粘结片（分别对应为AP和TK系列）。相关产品具有稳定的低介电常数和极低的插入损耗，10 GHz下的Dk和Df均达到目前行业的最高水平，分别为2.3 3.2和0.0 0 1 0.0 0 3。其中，AP和TK系列是用于低损耗、阻抗控制和高品质信号软板互联的理想选择之一。而以上列述的七家国内FCCL参展商也均有现成的或正在开发中的面向5G通讯的相关低介电FCCL基材产品，均已做了简介，此处不再赞述。2.2透明FPC基材透明FPC主要是用于一些LED灯、汽车控制面板、显示器屏幕等要求FPC线路透明或无色，从而不影响灯光和显示等外观问题。这类FPC主要是以PET或PEN为基膜的FCCL和覆盖膜，采用同样无色透明的聚酯类胶粘剂制作而成。由于PET或PEN膜，以及所用的聚酯类胶粘剂的耐热等级均不是特别高，所以这类聚酯类FCCL及其制作而成的表1传统透明PET有胶FCCL和高透光PI无胶单面FCCL的性能对比项目厂家型号组成透光率(%)剥离强度(N/mm)耐化学性(10 min)锡焊耐热性尺寸稳定性(%)耐折强度(次)介电常数介电损耗体积电阻率(MQcm)表面电阻(MQ)注a:分别按照IPC-TM-6502.2.4方法B和方法C测试的结果。注b:按照IPC-TM-6502.5.5.3方法，在10 GHz下测试。（数据来源：相关公司公开资料整理）传统透明PET有胶FCCL九江福莱克斯LPET1ED35/S透明PET/聚酯类胶粘剂/EDCu85常态2.35浸锡2.2785%204/10 sMD0.04TD0.03MD40TD401MHz3.3C-24/23/500.0344.51077.6 105高透光PI无胶单面FCCL福斯特电材FSC-1010RX透明PI/RACu(无胶)80(550nm)1.2一90%300/12 0 s-0.02/0.04a一一3.4h0.007h1.1 1081.1 107覆铜板资讯2 0 2 3年第3期展会报道透明FPC只能耐受2 0 5的锡焊要求。国内最早从事聚酯类FCCL研发、生产和销售的企业主要是九江福莱克斯和华烁电子，同时这两家公司也是该产品国家标准的主要起草单位。目前，随着一些特殊用途需要耐受更高温度（如常规2 8 8 锡焊）的透明、甚至无色透明FPC的场合，就需要使用无色透明PI或TPI材料制成的FCCL来制作。当然，由于无色透明PI或TPI材料来源的特殊性导致其价格成为天价，除了少数掌握该技术的厂家外，鲜有厂家通过外购的形式来生产该类无色透明FCCL。表1列述九江福莱克斯传统聚酯FCCL和福斯特电材自主研发的高透光PI型单面无胶FCCL的性能对比。3FPC基材关键原材料之PI膜新进展本次展会上，FPC基材关键原材料PI薄膜展品的热点主要集中在低介电PI膜、无色透明PI膜、TPI膜、可溶性PI或TPI浆料等。参展的厂商有韩国的PI尖端素材株式会社（简称“PI尖端素材”）、美国DuPont在我国指定的经销商一一深圳市甘井高新材料有限公司（简称“甘井公司”）、深圳瑞华泰薄膜科技股份有限公司（简称“深圳瑞华泰”）、宁波今山新材料有限公司（简称“宁波今山”）等。其中,PI尖端素材本次除了展出普通的GF类、高耐热的CV类、黑色遮光的GD-A类、烧结石墨膜用LV-A类PI膜外，重点推介了其低CHE和高模量的GW类、低介电的FG和FN系列PI膜，以及PI浆料。其中，GW、FG 和FN的主要性能如表2 所示。【说明】：表2 中GW系列PI膜的CTE低至4ppm/RH%、模量高达9CPa及以上、Tg高达37 0、吸水率低至0.8%以下。低介电的FG和FN系列PI膜分别对应低Df（0.0 0 4）高Tg、超低Df(0.0025）高Tg，适于10GHz40 G H z 场景下的应用。此外，PI尖端素材本次还展出了用于电动汽车磁线用VE系列的PI清漆，其具体的性能指标如表3所示。由表3可知：该清漆具有优异的的耐热表2 PI尖端素材GW、FG 和FN系列PI膜的主要性能项目特点厚度(m)拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)模量(GPa)热胀缩(%)2 0 0/2 hCTE(ppm/)Tg(DMA,)吸水率(%)CHE(3 90RH%,ppm/RH%)Dk(10GHz)Df(10GHz)用途（来源：根据该司公开资料整理）CW系列低CHE、低吸率、高模量和高Tg一460一9110.03一3700.835一0.0045Sub-6FG系列低Df、已知MPI中最高Tg12.5/25/50330/33050/559.7/9.70.05/0.058.5/8.13301.0一3.50.004高速传输用FCCL、C V L和补强板FN系列超低Df、高Tg25/50280/31065/508.0/10.00.05/0.0515.0/11.03200.7一3.60.0025-10-展会报道覆铜板资讯2 0 2 3年第3期表3PI尖端素材的VE系列PI清漆性能VEH项目常规溶剂清漆物性固含量(%)粘度(cP)固化条件厚度(m)断裂伸长率(%)拉伸强度(MPa)粘接力(N/cm)薄膜性能Tg()Td(5%重量损失,)BDV(kV/mm)Dk（来源：根据该司公开资料整理）表4杜邦TMKapton系列各型号PI膜的用途和主要性能指标型号用途GS烧结石墨膜常规有胶FCCL、补强板和覆KN盖膜EN、精细线距线路、超薄基材、EN-ACOF溅射基材和芯片封装热压型无胶基材用复合TPIAENC膜通讯基站电源、电池导热、芯MT&MT+片、柔性加热器LK5G手机用低介损FCCL电池组隔离、显示器、散热器OHS和电力电工用的导热膜（来源：甘井公司公开资料）性和柔韧性、对铜线有着良好的附着力，以及良好的抗电晕放电性。该清漆除了可用于电动汽车的磁线线圈外，还可以用于感应加热线圈、泵和其他电气设备有耐高温要求的部位。甘井公司作为美国DuPontTM公司在国内的指定供应商商，本次展会上全面展出了杜邦TMKapton?全系列PI膜产品，包括GS、KN、EN、A ENC、M T&M T+、LK 和 OHS等，具VEA高粘结力DMAc、NM P、烃类混合溶剂251000 10000110(2 0 m i n)150(2 0 m i n)2 0 0(2 0 m i n)30 0(2 0 m i n)A i r202080322101403.55.34133855585682682403.63.6特点卓越的导热率优秀的尺寸稳定性和CTE，与铜箔具有很好的粘接力卓越的CTE和尺寸稳定性，非常低的吸水率，较低的介质损耗，与铜箔具有很好的粘接力，配有超薄的规格低CTE、高模量、和良好的尺寸稳定性，可与各种铜箔粘合很好的导热性能，兼顾绝缘、耐热和机械性能低Dk和Df、高模量、低CTE高平面导热率，低层间导热率，良好的电气绝缘性体用途和主要性能见表4。【说明】：表4中KN、EN、EN-A 为FPC基材用PI薄膜产品类别，AENC为类似于KANEKA公司的FRS系列无胶基材用TPI热压复合薄膜产品，GS为烧结石墨膜用的PI薄膜产品，MT&MT+、O H S为其具有不同导热率的PI膜产品。深圳瑞华泰除了展出其传统优势产品，包括高性能的HY型、超薄的HL型和黑色VEC耐电晕2021691833.53895442303.5导热率：17 0 0 2 2 0 0 W/mkCTE:13ppm/,模量:4.4GPa,HS:0.1%CTE:13/10ppm/,模量：5.5/7.0 GPa,HS:0.01/0.02%CTE:19ppm/,模量:5.2 CPa导热率：0.4/0.8 W/mkCTE:9.0ppm/,模量:7.5GPa,Df:0.0044纵向导热率达到45W/mkVEK低Dk5495一310520一3.1主要参数-11-覆铜板资讯2 0 2 3年第3期展会报道表5深圳瑞华泰HS和HC&CA型PI薄膜性能项目厚度Dk(10GHz)Df(10GHz)透光率(550 nm,%)黄度指数雾度拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)模量(GPa)CTE(ppm/)热收缩(2 0 0/2 h,%)吸水率(%)Tg(DMA,)绝缘强度(V/m)表面电阻率(MQcm)体积电阻率(MQ）（数据来源：根据该司公开资料整理）的HB-N型PI薄膜之外，还重点推介了最新研发的低介电HS型和高透明的HC&CA型PI薄膜,具体性能如表5所示。其中,前者25m厚度产品在10 GHz下的Dk和Df