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FPC之特殊铜箔的使用

2016-12-13 06:27

  随着电路板配线技术的高密度及多样化,对于材料性能的标准要求日益增高。为了适应以蚀刻制造Fine Pattern ,铜箔厚度的选择就必须更加薄型且铜面须无缺点。对于多层电路板所追求的方向与要求,应该使用Low Profile 铜箔,并于高温加热时同时具有优越的机械特性。但是对于软板或软性IC载板所使用的铜箔,又另有不同机械特性上的需求。故除了需满足新的需求之外,也不可忽视其原有基本特性,因此一些特殊铜箔随应用的需求就会出现。


1.极薄铜箔
   假设铜箔的Etching速度一定,蚀刻因子也一定时,则铜箔的厚度愈薄则Etching的时间就愈短,并使蚀刻液容易直接打入待蚀山谷中,导致侧蚀、悬出及残足等缺点得以减至最低。因此薄箔化可说是制造Fine Pattern 最恰当之示范代言者。电路板市场最常用又大宗的薄型之18μm铜箔,已有逐渐转向要求朝更加薄箔之12μm、9μm、5μm发展的趋势。
   厚度低于9μm之铜箔,成为极薄铜箔。此一类型铜箔含有载体。载体通常使用铝或者铜,与加工制作铜面基板时,将载体一起压合,并在电路板制造线路之前,先以Etching或剥离的方式去除载体。其加工种类就区分为Etchable及Pillable两种型式。
2.机械性质加强之特殊铜箔
   铜箔的抗拉强度与延伸率在之前已做说明,为适应在高温环境中延伸率亦随之增强的已有Class 3规格化品种,近年来另开发出性能更高一级的铜箔,称之为Super-HTE。此Super-HTE 在180℃一小时加热后就发生冶金组织再结晶化,并有超越20%以上的高延伸率,通常此一现象仅限于压延铜所独具特色,一般电解铜箔并无此一现象。超越展性铜箔的应用,在下游积层板制造上具有下列特殊性能:
(1)防止铜箔热应力下产生之裂化
(2)降低基板尺寸的变化
(3)减少不同厚度两面基板的翘曲
   因具有表1所示之特优机械特性,使用Super-HTE制作FPC,也保有非常高之信赖性。因为同时具有电解铜箔之低价位及压延铜箔之高机械特性,Super-HTE铜箔已经成为目前高密度软板及硬板通用之新选择。

表1.高温超延展性Super-THE铜箔之机械特性

35μm

Super-HTE

Class- 3

Tensile Strength(Kgf/m㎡)

At Room Temp

40

37

At 180℃

17

20

After180℃*1hr

22

35

Elongation(%)

At Room Temp

16

17

At 180℃

30

8

After180℃*1hr

24

16

3.高性能、无缺点铜箔
   当铜箔制品提供给下游业之铜箔基板厂或PCB厂制作线路时,经常会发现有因铜面破折、伤痕、凹凸点、异物、Pinhole …等外观上的缺陷,引发制程产品上的问题,为减少及避免发生上述缺陷,在铜箔制程上应特别注意下列问题之管控:
(1)制程内与铜箔接触的空气、水、药剂、机械部品及包装物品,均应保持清洁并防止铜箔的损伤、氧化、及异物混入。
(2)外观品质检查除了以人工目视外,也搭配CCD外观自动检查机检验,当异常发生时,能迅速有效处理,并于产品工单保留记录。
(3)制程操作人员除了提升品质保证意识外了,更需于日常培养制造无缺点铜箔的理念,彻底落实维持制程条件与操控上之稳定性。

   铜箔厂制造流程大部分属于易消耗的传动滚轮设备,加之制程原料系为易结晶、强酸性之硫酸铜化学药液,系属湿制程,且具大量酸气发生,又制程为日夜连续性操作,每日产出达数十万米,故要达成无缺点铜箔,其实是非常不容易的事。
   因此,制程设备与操作方面的维修与改善,势必投入更多精力与研发经费,其结果当然品质水准可获提升,但相对的成本却大幅增加,但在价格上并未因等级的不同而有太大差异。今后为因应客户对于无缺陷铜箔品质要求,也变成铜箔制造商的一大难题与挑战。

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