從2017 JPCA Show看PCB材料技術發展趨勢與應用(下)

 

刊登日期:2017/10/25
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呂常興/ 工研院材化所

軟板用電磁波屏蔽材料發展現況
市面上,軟板用電磁波屏蔽材料依施工方式大致可分為印製型導電漿料(Conductive Paste)與導電貼膠膜(Conductive Adhesive Film)材料兩大類。一般傳統印刷電路板(硬板)對於電磁波干擾防護措施,大多採用將導電性粉體(例如銀、銅、鎳等金屬)添加於高分子材料中,而形成印製型導電漿料。銀漿料具有極佳的儲存安定性,電磁波屏蔽效果是導電金屬材料中最佳者,但缺點是材料成本太高,而銅漿料導電性好,電磁波屏蔽能力又僅次於銀漿料,但缺點是抗氧化能力差,在空氣下銅粉表面極易生成導電性不佳的氧化銅。近年來隨著抗氧化技術不斷進步,例如利用包覆一層銀金屬或導電碳膜於銅粉粒子表面,進而達到隔絕空氣與銅產生氧化反應,使銅漿料在電磁波屏蔽的用途增多。目前軟板所使用的電磁波屏蔽材料大多仍以採用銀、銅導電漿料居多。

Tatsuta公司是最早開發出以熱壓導電貼膠膜為主的SF-PC系列電磁波屏蔽材料廠商,近年來Tatsuta為了進一步提升可撓曲性和尺寸安定性,開發出SF-PC5000及SF-PC5500系列商品,並以此為基礎,針對各種系列在軟板材料所需不同元件部位及特性上不同的需求屬性,分別開發可耐OSP處理、超薄型(8μm )、高段差、高速傳輸FPC用電磁波屏蔽膜及各種防電磁波屏蔽的導電膠膜,如表四所示,可以說是全球防電磁波屏蔽材料產品線最齊全的公司,同時該公司近幾年不斷擴線,去年的月銷售量可達120萬平方米左右。

表四、Tatsuta 電磁波屏蔽相關材料系列
表四、Tatsuta 電磁波屏蔽相關材料系列

導電油墨材料
導電油墨技術與產品應用方向
導電油墨為使用於印刷電路板、薄膜式開關、ITO觸控螢幕製程、RFID電子標籤等電子資訊產品,相較製作印刷電路板,使用導電油墨可以在軟性基材上印刷使用,製成的線路亦具良好的導電性,現在甚至有奈米金屬、有機高分子、有機金屬分解等導電油墨產品。

3C產品為了追求輕薄化設計,越來越多電子產品對於導電油墨(Electrically Conductive Printing Ink)的需求也正逐步增高。導電油墨是將樹脂原料於有機溶劑溶解後,於製程中添加大量導電粒子加以製作成油墨型態產品,使用導電油墨經特殊加工製程,可將電路、導電線路利用印製方式形成電路,新成分與製法的導電油墨甚至可以製作超細線路或是製作替代天線用途的特殊電路。

導入奈米材料提升導電性 材料特性持續優化
在追求導電性優化需求下,傳統導電油墨使用的銀粉、銅粉等導電分子,已由奈米銀粉/銀粉組合的特殊奈米導電油墨取代,而加工處理流程除因應傳統的網印印刷外,也出現更具效能的噴墨印刷製程,可在調整油墨配方與噴塗程序進行整合,提供更快速、品質表現一致的導電線路特性。

除成本考量外,導電油墨導入製程還可將生產製造的資源浪費進一步壓低,例如生產RFID智能標籤可以利用導電油墨印刷取代傳統製法的銅箔壓延製作或是蝕刻製作方法,大量減少銅材料的浪費、減少製程中的水資源浪費,對後續的廢水處理也可進一步減少,達到製程更簡潔、成本更低、效率更高。但實際上,目前部分導電油墨本身也有著材料浪費、油墨材料環保問題等需要持續改善,但相對傳統製程卻已有大幅優化的效益。

圖七為石原化學在展會所發表的奈米銅油墨,其銅粒子約70nm,有兩款不同銅的含量及黏度系統,可提供不同噴印(Inkjet)製程及凹版塗佈(Gravure)製程方式,可分別應用在不同基材上面,如------以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

圖七、石原化學導電銅油墨
圖七、石原化學導電銅油墨

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