挠性PCB用基板材料的新发展.docx

挠性PCB用基板材料的新发展(5)期:2006-10-23 阅读:5088 字体:大 中 小双击鼠标滚屏1引言   近一、两年,挠性印制电路板(FPC)技术与市场的迅速发展,驭动PCB用铜箔制造技术有了突破性的进步。如果将20世纪90年代初创造出的低轮廓铜箔(VLP)作为高性能铜箔技术发展中的一个飞跃,那么在2003~2004年间出现的FPC用新型压延铜箔和电解铜箔,就可认为是高性能铜箔的第二次技术飞跃。这一飞跃,主要体现在:   (1)压延铜箔方面:出现了高挠曲性压延铜箔、具有高机械强度的压延铜合金箔以及极薄(12μm箔已成为商品化、9μm也正在开发之中)压延铜箔产品。   (2)电解铜箔方面:创造出适宜制造微细线路COF使用的铜箔和适宜FPC用高耐挠曲性的铜箔产品。这些FPC用新型电解铜箔,完全区别于原有传统铜箔的工艺与性能,它在结晶组织上、制造技术上完全革新,打破了原FPC制造只得采用压延铜箔的传统“神话”,开始向FPC用铜箔市场大步迈进。   本文具体介绍三种适应FPC使用的最新开发出电解铜箔产品。它们是:三井金属公司的“NA-VLP箔”、古河电气公司的“F-WS系列箔”和日本电解公司的“HL箔”。以下不仅介绍它的性能特点,更重要的是表述他们在制造工艺的创新,对铜箔结晶组织改进上的在理论解释。2TCP与COF用VLP电解铜箔—“NA-VLP箔”   针对TCP(TapeCarrierPackage)与COF(ChiponFilm)的挠性载板对所用铜箔需求,日本三井金属矿业公司(以下简称:三井金属公司)近期开发出新型电解铜箔—“NA-VLP”产品。该成果最早是在2004年5月向外界公布的。,更加需要高密度安装化的、以聚酰亚***为基膜的封装载板。特别是TCP所用的挠性封装载板。而这种挠性封装载板对所用的低轮廓型(VLP)铜箔,有着更高性能的需求,除表现在需要保证它的内引线(InnerLead,简称:IL)的高强度、高耐Sn晶须性外,还需求它的低轮廓度的蚀刻性、高抗拉强度、箔的极薄化等。例如:LCD(平面显示器)挠性面板的电路高精细化、驱动器功能的IC封装挠性载板的配线高密度化等。再例如,含有导通孔的TCP的微小配线间距的发展,更需要它的载板用铜箔具有高强度性,最微小配线间距现在已达到了35μm的界限。因此在制作这种载板时,2004年已出现了采用12μm铜箔的实例。预测在不久,COF制作也会开始转向采用这样薄的铜箔。日本电子安装学会预测,到2010年TCP和COF载板的配线间距微细程度,将发展到20μm。上述挠性板所需铜箔的市场要求的变化,构成了三井金属公司针对TCP和COF载板用铜箔产品的开发背景与新型铜箔的开发目标。   三井金属公司的新型铜箔开发者认识到:微细电路形成性的好坏,与铜箔的蚀刻性密切相关。铜的结晶构造与结晶粒径、铜箔厚度、箔表面的轮廓,是影响铜箔蚀刻性的三个主要因素:   (1)铜的结晶构造的不同,在溶解力强的蚀刻液中进行蚀刻加工时,会影响蚀刻速度的不同。在电解铜箔制造中,控制析出结晶粒的微细程度,可实现铜箔结晶粒微细化,可获得强度不同的铜箔。一般讲铜箔生成中,通过电解所电沉积的结晶粒越微细,它的机械强度就越高。因此,铜箔的结晶粒微细化,既可解决适应FPC的配线宽幅和间距的微细化,又可提高它的抗拉强度。   (2)铜箔厚度的不同,所引起铜箔蚀刻后的侧蚀结果也不同。为减少侧蚀,导线宽度、间距越小,则需要所用的铜箔厚度就越小。   (3)低轮廓铜箔有利于形成微细导线。若在铜箔表面构成的是起伏较大、构形了较复杂的轮廓形状,那么在轮廓体积较大的部位,会影响电路图形蚀刻加工速度减慢约30%~40%。因此,期望能够实现铜箔的均匀低轮廓。   基于以上原因考虑,三井金属公司开发者建立了这样一个新观念:最适宜形成微细的电路图形的铜箔,是不进行粗化处理的高抗拉强度的、高耐热性、薄型化的低轮廓铜箔(VLP箔)。而低轮廓铜箔发展的理想终极形态,是“无粗化处理”的铜箔。   为了满足上述的TCP和COF的应用要求,三井金属公司开发的这种“NA-VLP”电解铜箔,有两方面特别突出的技术创新:   (1)对“粗糙面”进行机械研磨形成的平滑化处理,使得它的表面的光泽面达到高比一般电解铜箔的“光泽面”一侧还高的光泽度。   (2)所进行的防氧化处理的处理层组成成分中,提高了有利于耐热性的Zn的含量。   电解铜箔的制法,是在圆形阴极辊上通过连续电沉积出铜结晶颗粒而形成箔,称为“生箔”。生箔靠阴极辊表面的一面,是比较平滑的“光泽面”,靠电解液的一侧,为箔的“粗糙面”。刚性印制电路板在使用的铜箔中,比较重视