軟性銅箔基板材料技術發展趨勢

 

刊登日期:2013/10/31
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軟板市場近況
軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit; FPC)簡稱軟性電路板;軟板或FPC傳統構造由絕緣薄膜材料、銅箔材料及接著劑所組成,經由曝光、顯影、蝕刻等加工製程,最後留下所設計的線路,以做為電子產品訊號傳輸的媒介,與一般硬質積層板相比,因具有輕量薄型及可撓曲之特性,又稱為可撓性印刷電路板。其產品型態大致分為單面板、雙面板及多層板等。
 
軟板大多用於連接主板及各外部元件,約80%以上應用於資訊或消費性電子產品,隨著消費性電子產品朝輕薄、多模組設計的方向發展,軟板具備輕薄及易撓曲等特性,包括智慧型手機、平板電腦、電子書等都會用到許多軟板;以手機而言,一支手機使用軟板的數量約為3~7片,而智慧型手機約使用8~12片軟板,主要應用來自智慧型手機增加雙鏡頭模組、3G模組、觸控螢幕等功能,且進行薄型化設計,讓主板對模組連接方式增加、平均軟板片數提升,單支手機軟板產值約提升1~2倍;一般NB使用3~6片軟板,但平板電腦會使用到8~12片軟板,主要增加雙鏡頭模組、3G模組、觸控螢幕等功能,加上薄型化設計趨勢,使得平均軟板使用片數持續提升。
 

圖二、全球手機出貨量預估
 
軟板材料技術發展趨勢
1. 薄型化
因應薄型化潮流趨勢,為降低軟性銅箔基板材料總厚度,可選擇從降低基材或降低銅箔厚度著手。以下介紹材料大廠所推出的解決方案,Kaneka TPI(PIXEO BP)是目前無膠雙面銅箔基板的主要基材產品,厚度9 μm TPI基材開發中,如圖四所示,預期除了可有效降低整體軟板的總厚度外,還可以提高軟板的撓曲性。宇部日東化成之2L-FCCL軟性銅箔雙面基板也朝向基板薄型化趨勢發展,如圖五所示,除12.5 μm的PI Film搭配上下12 μm的銅箔之外,也提出經由微蝕銅薄製程達到上6 μm銅厚的無膠雙面板產品,並採用超低粗糙度銅箔,以提高經蝕刻後的PI基材之光穿透率及CCD之對位精度。
 

圖五、宇部日東化成之2L-FCCL
,(Cu/PI/Cu): 6μm/12.5 μm/6 μm
 
荒川化學之POMIRAN(柏彌蘭)Silicahybrid PI是達邁科技與日本荒川化學共同技術合作所開發的產品(表一),目前合資在台設廠量產。該產品為奈米級的二氧化矽均勻分布在聚醯亞胺薄膜中,經過藥水處理後,在表面可形成均勻的粗糙度,並可直接進行化學電鍍及銅電解電鍍增厚,該產品具有優異的尺寸安定性、與金屬接著力高、對於離子遷移(Ion Migration)的抑制相當優越,亦屬於薄PI、薄銅的另一選擇方案。
 
2. 高導熱軟板材料
Kaneka之超高導熱石墨片Graphite Sheet如表二所示,該產品為PI材料經超高溫石墨化製程而成,尤在XY平面導熱係數可達1,500 W/m·K,以折紙鶴方式呈現其薄型輕量、柔軟、不脆裂,相當具有創意。該產品經背膠後,依設計主要黏貼於發熱源處,以達到快速導熱降溫功能,超高導熱石墨片已成為目前智慧型手機中關鍵零組件材料之一。Panasonic推出導熱基板材料ECOOL全系列產品,包括ECOOL-M(導熱多層板;K:1.5 W/m·K)、ECOOL-F(導熱軟板;K:0.3 W/m·K)、ECOOL(導熱硬板;K:1.5 W/m·K)、ECOOL-Sheet(導熱膠片;K:3~5 W/m·K),產品一般特性如表三所示,其中導熱軟性基板ECOOL-F導熱係數雖僅有0.3W/m·K,但其熱阻抗0.6˚C/W,可達到相當不錯的導熱效果,這是其運用熱阻與厚度成正比的關係,因軟板厚度薄、熱阻低所致。
 
3. 高頻與高速化
因應終端市場對行動通訊電子產品的頻寬越高、傳輸速度越快、容量越大等訴求,以下整理軟板及材料大廠對應高頻與高速化潮流,相關的產品技術訊息,影響高頻訊號傳輸阻抗匹配的因素有……上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文
 
作者:向首睿 / 工研院材化所 
★本文節錄自「工業材料雜誌322期」,更多資料請見:https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11399

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