摘要：在社会发展新时期多个领域发展速度不断加快，随着电子行业迅速发展对二层型挠性覆铜板基本应用性能提出了更多更高的要求。二层型挠性覆铜板用聚酰亚胺薄膜作为基础底料具有重要应用价值。本文从提升耐热性能、介电性能、优化粘结性能方面进行分析，探究二层型挠性覆铜板基本发展进程，对未来研究方向进行探析。
关键词：二层型挠性覆铜板；聚酰亚胺；性能；进展
随着我国各项电子技术与应用技术快速发展，各类电子产品精密性更高，对电路板应用性能提出了较高的要求，当前在诸多电子产品中挠性印制电路板由于自身应用优点使其应用范围逐步扩大。其中挠性印制电路板需要通过挠性覆铜板作为基本材料进行生产，其中聚酰亚胺膜自身热稳定性能较好、介电常数值较低、力学性质较好等，在挠性覆铜板基底材料中有效应用。根据相关数据资料统计显示，近些年在挠性覆铜板中聚酰亚胺需求量在不断扩大，年平均销售量在快速增长。
一、PI薄膜基本概述
现阶段在挠性覆铜板生产制造过程中需要解决的重点问题就是控制PI薄膜和铜箔之间存在的粘结性问题，当前FCCL主要有两种基本类型，首先是为了全面提升粘结性采用的外加胶黏剂的三层型挠性覆铜板，其次便是不添加胶黏剂的二层型挠性覆铜板。其中3L-FCCL由于不同材料热膨胀系数差异较大，容易导致PI膜与铜箔之间开裂脱层，还会导致胶黏剂热稳定值与韧性不断降低，不能满足现代化电子产品各项要求。通过二层型挠性覆铜板能够对此类问题得到有效控制，此类材料具有低介电性能与耐热性能够使得多数电子产品信号传递稳定性有效提升。聚酰亚胺最早是在1908年提出，然后在高分子学科以及多项科学技术快速发展背景下，聚酰亚胺开始得到广泛关注。当前在实验室中主要是通过两步法对PI薄膜进行制备，其中对可溶于有机溶剂中的PI可以选取一步法高温缩聚合成。在工业化生产过程中制作PI薄膜选取的两步法制作过程如图1所示。如果目前要想全面提升薄膜自身力学性质，在热处理环节中需要创新工艺技术应用，选取双向拉伸工艺技术，提升膜的结晶[1]。
（图1 工业中PI薄膜流延法制备示意图）
二、二层型挠性覆铜板研究进展分析
近些年各类智能化电子产品应用范围在不断扩大，其中以PI为基础膜的无胶型2L-FCCL由于自身良好的耐热性、稳定性当前应用范围不断扩大，其中2L-FCCL基本应用性能要想全面提升还需要对薄膜介电性能与粘结性能进行调控。
（一）粘结性能的改善
铜箔与PI薄膜之间的粘结性能复杂程度较高，相关学者通过对其粘结机理进行有效分析可知，认为二者之间的粘结主要是化学键机理。通过化学键作用能对二者之间基本粘结强度产生相应影响，此类作用力的源头主要是与铜箔氧化物和酸亚胺环。此外，二者之之间产生的物理作用也会对粘结强度产生相应影响。所以当前在具体实验操作过程中可以适度提升界面湿润度以及物理性粗糙度，能够强化界面反应活性，促使铜箔与PI膜之间的化学键连接能力能够有效提升，从而提高二层型挠性覆铜板粘结性。当前在2L-FCCL生产过程中可以选取的方法主要层压法、涂布法等，各类应用方法在实际使用过程中具有不同特点，其中涂布法所占比重较大，因为通过此类方法进行生产具有较大剥离强度。在对PI膜采取相应处理措施时，主要可以应用的方法有干法与湿法，其中湿法主要是通过相应的化学溶液对PI膜进行有效处理，此类方法在实践操作过程中较为便捷，耗费的成本较低[2]。
有相关研究人员对过去传统的FCCL中的溅镀法技术工艺进行有效优化，在实践过程中应用电解电镀与化学电镀方法相结合，在事先处理好的PI膜上通过化学电镀获取Cu作为基础种子层，确保其能够与PI有效粘合。然后在种子层上通过电解电镀技术工艺镀铜。此类技术措施耗费的成本较低，在应用化学镀铜技术基础上对PI膜基本粗糙度进行控制，对剥离强度进行有效调节。通过相关研究活动能够看出FCCL基本耐热性和粘结强度在种子层Cr含量影响下会发生相应变化，主要是由于碳氧与金属之间能够产生全新的化学键，如果Cr金属实际含量较高，会致使铜箔与PI之间的化学作用力不断扩大。此外为了确保PI膜活性值有效提升，可以通过KOH溶液对其进行微蚀处理，再经过稀盐酸反应之后能够产生聚酰胺酸结构。
铜箔在实际制造过程中可以分为电解铜箔与压延铜箔两种，其中铜箔基本厚度、组成成分等要素对其粘结力会产生较大影响。为了促使铜箔和基础板之间的粘结强度能够有效提升，需要合理选取粗化处理措施。经过处理之后的铜箔会进行变色，其中耐热性、耐腐蚀性较差，还需要采取镀阻挡层处理措施，能够优化铜箔基本抗氧化能力与粘结强度，等到铜箔全部钝化之后需要在外部喷涂硅烷偶联剂[3]。
（二）介电性能的优化
在FCCL绝缘层中应用PI薄膜，需要对材料介质损耗因数、介电常数进行分析，这样能够对能量实际耗费情况以及电容电流大小进行控制，避免电子元件在长期应用过程中由于过度发热导致较多运行故障。在电子产品元件信号传递以及耗损中，PI薄膜基本介电常数是重要影响要素。随着微电子线路技术快速发展，电路尺寸会发生变电，其中在电子元件总信号传输延时过程中，晶体管固有延时所占比重会发生变化。集成电路尺寸会逐步降低，其中选取的PI材料对FPC性能会产生较大影响。目前PI基本介电常数范围控在2.9至3.5中，在实际加工过程中与聚合物进行反应后对拉伸取向、结晶、关联度等都会产生较大影响。如果主链结构发生一定差异，PI介电常数也会产生较大变化。如果分子极化率发生变化会导致摩尔空间原子团基本结构发生改变，对介电常数产生影响。当前可以将氟引入到聚酰亚胺中，能够对介电常数进行有效控制，其中除了氢之外的最小原子就是氟，其电子极化度较低，通过相应元素能够使得分子结构自由体积发生相应变化，对介电常数进行有效控制。加上含氟聚酰亚胺的介电常数和含氟量之间存在较为明显的线性关系，从相关数据中也能看出含氟聚酰亚胺介电常数全面降低。
（三）耐热性能的提升
正常电子组件在长期运行过程中，运行温度变化较大，所以目前FCCL中薄膜需要具有较高的耐热性。其中PI薄膜基本耐热性主要与分子结构以及二胺相关。根据相关数据记录统计，当前芳香型聚酰亚胺起初分解温度要控制在500℃范围内，通过苯二胺与联苯二酐合成的聚酰亚胺热分解温度相对有所提升，能够达到600℃。随着耐热性得到有效强化，也会促使材料刚性有效提升。近些年随着各项技术全面发展，通过合成技术应用，能够在PI分子链中融入不用原子杂环，比如本病咪唑、喹噁啉等，能够使得聚酰亚胺实际耐热性能够有效提升，还能促使铜箔和材料之间的化学键作用提升。
结语
总而言之，当前通过各类措施对铜箔与PI膜进行处理能够促使2L-FCCL粘结性能有效提升，通过引入相应基团能够提升聚酰亚胺耐热性与介电常数，通过引入含氟基团等能够有效优化PI薄膜基本性能。PI薄膜与铜箔之间相关热胀系数会对二层挠性覆铜板制作技术工艺粘结性能产生较大影响，所以当前合理应用技术工艺优化各项性能。
参考文献：
[1]刁恩晓，李帆，舒适等.二层型挠性覆铜板用聚酰亚胺的研究进展[J].绝缘材料，2015（3）：1-7.
[2]祝大同.对PCB基板材料重大发明案例经纬和思路的浅析（3）——涂布法二层型挠性覆铜板的技术进步[J].印制电路信息，2007（3）：13-19.
[3]余凤斌，陈莹，夏祥华等.二层型聚酰亚胺薄膜挠性覆铜板的制备与分析[J].绝缘材料，2008，41（4）：6-8.
论文作者:颜帝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
标签：铜箔论文; 聚酰亚胺论文; 薄膜论文; 性能论文; 耐热性论文; 二层论文; 常数论文; 《基层建设》2018年第33期论文;