王 麗 何 波（珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 珠海 519090）陳 浪（珠海元盛電子科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

激光頭主板用FPC關(guān)鍵材料研究

王 麗 何 波
（珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 珠海 519090）
陳 浪
（珠海元盛電子科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

FPC有廣闊的發(fā)展及應(yīng)用空間，對(duì)FPC的的卷曲、彎折以及溫度和濕度載荷下的疲勞可靠性也有了更高的要求。本文通過對(duì)激光頭主板用FPC關(guān)鍵材料的實(shí)驗(yàn)研究，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)選擇出了提高激光頭主板FPC電路的彎折性的FPC材料，其產(chǎn)品電路的彎折達(dá)1000萬次，達(dá)到國內(nèi)的先進(jìn)水平。

激光頭用撓性印制電路板；材料；彎折性

1 FPC發(fā)展現(xiàn)狀

撓性印制電路板（FPC）是以聚酰亞胺等材料為基板，與銅等導(dǎo)體材料制成具有很好的彎曲性和很高的可靠性的電路板。撓性電路板以其輕薄、短小、結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn)，廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，對(duì)其性能的研究也進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。

對(duì)FPC的研究及技術(shù)也進(jìn)入我國自主的企業(yè)，為我國企業(yè)的研發(fā)及技術(shù)開發(fā)提高帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，從而促進(jìn)了我國企業(yè)科研能力和創(chuàng)新能力的提高。

關(guān)于FPC的材料，絕緣基板的材料主要有聚酰亞胺、聚酯和聚四氟乙烯等，但以聚酰亞胺占為主，使用率在80%以上。粘貼層的材料主要是環(huán)氧樹脂類和丙烯酸類粘貼劑等，由于受新的環(huán)保規(guī)定的影響，研究者們正在研究新型的無鹵型粘貼劑。

2 激光頭主板用FPC關(guān)鍵材料研究背景及意義

目前，DVD及VCD類家用電子產(chǎn)品已進(jìn)入了高儲(chǔ)存、高壽命、高性能的時(shí)代，而DVD及VCD類產(chǎn)品中激光頭為其核心關(guān)鍵部件，激光頭主板質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量及壽命。為適應(yīng)市場發(fā)展需求，提高自主開發(fā)研究的能力，珠海元盛電子科技有限公司和珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院歷經(jīng)兩年多時(shí)間，對(duì)激光頭用主板FPC進(jìn)行研究開發(fā)，通過理論研究及實(shí)驗(yàn)找到了適合DVD 產(chǎn)品并達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的材料及工藝，使產(chǎn)品彎折壽命達(dá)到1000萬次以上，提高了產(chǎn)品合格率及外觀，滿足了客戶要求，打破了該項(xiàng)目國外壟斷狀態(tài)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力，為提高我國科技研發(fā)的實(shí)力做出了貢獻(xiàn)。

3 激光頭主板用FPC高壽命（1000萬次）基材的研 與開發(fā)

激光頭主板用FPC具有很小的線寬和線距，并要求其撓折壽命滿足1 000萬次，因而選擇合適的基材及基材與覆蓋膜相互匹配成為要解決的核心問題。

3.1 基材分析及選擇

FPC使用的基本材料有基體材料、導(dǎo)體材料、覆銅材料、涂覆材料和粘結(jié)劑材料等。多以聚酰亞胺/粘結(jié)劑/銅箔三層結(jié)構(gòu)為主，粘結(jié)劑起到很重要的作用，它是在薄膜與銅箔、或薄膜與薄膜（指覆蓋膜）之間起到粘結(jié)作用。用于粘結(jié)層的材料有聚脂、丙烯酸、改性環(huán)氧、氟碳樹脂、聚酰亞胺等。從實(shí)用角度分析，要根據(jù)對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、耐熱及層壓工藝的不同要求，選用適合的膠粘劑。而傳統(tǒng)的膠黏劑最顯著的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，與基材的熱膨脹系數(shù)相差較大，直接影響電路的散熱性。此外，在帶有粘結(jié)劑的撓性電路中，當(dāng)存在有濕氣并升溫或通電的狀態(tài)下，電路上的銅導(dǎo)線溶解形成銅離子在正負(fù)電荷性的導(dǎo)線之間，能通過粘結(jié)劑及成排的導(dǎo)線。當(dāng)離子在銅導(dǎo)線間排成列時(shí)，細(xì)線通常會(huì)產(chǎn)生類似栓接或成技狀生長的現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)，細(xì)狀線會(huì)在導(dǎo)線間跨接，達(dá)到一厚度時(shí)便會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)電短路。特別是當(dāng)電壓升高或電路密度增加時(shí)，電遷移現(xiàn)象會(huì)更嚴(yán)重，從而增加故障的可能性。激光頭主板用FPC有產(chǎn)品尺寸大、基材薄的特點(diǎn)，故傳統(tǒng)的膠黏劑不適合激光頭主板用FPC。經(jīng)綜合分析，根據(jù)激光頭主板的特點(diǎn)，選擇了無粘結(jié)劑的基材。

3.2 銅箔類型的測試及選擇

FPC用的銅箔分為壓延銅箔（RA銅箔）和電解銅箔（ED銅箔），兩種銅箔的性能比較見表1。

由表1可以看出，壓延銅箔的多數(shù)性能均優(yōu)于電解銅箔，特別是其延展性、抗彎曲性能及韌性要優(yōu)越于電解銅箔。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過兩年的努力研究及實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選出韓國斗山的基材、韓華的覆蓋膜作為激光頭主板用壓延銅箔基材。

表1 壓延銅箔與電解銅箔性能比較表

表2 材料壽命及外觀實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表

3.3 材料的搭配實(shí)驗(yàn)及選擇

為了獲得符合產(chǎn)品要求的材料，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)市場上已成熟的韓華覆蓋膜和斗山的基材搭配后進(jìn)行耐撓曲疲勞測試、壽命測試、外觀（變色、分層脫離）及線路電阻變化等性能及參數(shù)的實(shí)驗(yàn)。表2為材料壽命及外觀實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果，表3為耐撓曲疲勞實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果。

結(jié)論：最終測試1 000萬次，通過。

通過搭配優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，選用韓華覆蓋膜搭配斗山無膠基材及斗山無膠基材和覆蓋膜，產(chǎn)品壽命都可以達(dá)到1 000萬次以上，實(shí)現(xiàn)了性能的最佳組合，達(dá)到了產(chǎn)品性能要求，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。

4 結(jié)語

進(jìn)入21世紀(jì)，高密度、高速度、高性能的FPC使用將越來越廣泛。各材料商、各企業(yè)正在致力于新材料的研制與使用。我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將不斷探索FPC的材料及工藝，為電子產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化不斷提供技術(shù)支撐，使我國企業(yè)在激光頭主板FPC國內(nèi)外市場競爭中能夠占有一席之地，實(shí)現(xiàn)大批量產(chǎn)業(yè)化而努力。

表3 耐撓曲疲勞實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表

[1]劉東輝, 廖鈺敏等著. 銅箔材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 熱處理, 2012, 27, 6:14-17.

[2]蔡積慶編譯. 最新?lián)闲曰宀牧系募夹g(shù)動(dòng)向[J].印制電路信息, 2003, 7:46-50.

[3]趙京松. 壓延銅箔的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 上海有色金屬, 2012, 7:96-99.

王麗，碩士，副教授，主要研究方向：電子信息。

Laser head board with FPC key materials

WANG Li HE Bo CHEN Lang

The FPC has a broader development and application space. The FPC curl, bend as well as temperature and humidity fatigue reliability under load also have higher requirements. Based on the laser head board FPC key materials used experimental study, we selected through a comparative experiment to improve the FPC for laser head. FPC bending of materials, with its products circuit bent over 10 million times, can reach the domestic advanced level.

Laser Head with FPC; Material; Bending Resistance

TN41

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1009-0096（2014）03-0024-03