En los últimos años se han observado aplicaciones cada vez más amplias dePCB flexibles. En sus primeras etapas, las PCB flexibles se aplicaban principalmente en el campo militar, específicamente en productos aeroespaciales y militares. El desarrollo constante de la tecnología ha permitido que las placas de circuito impreso flexibles se expandan gradualmente al ámbito civil. Hasta ahora, las placas de circuito impreso flexibles se aplican ampliamente en periféricos de computadora y electrodomésticos, como cables planos de unidades de hardware, electrónica automotriz, cámaras, videocámaras digitales, instrumentos, dispositivos de automatización de oficinas, equipos de atención médica, etc. En los últimos años se han visto aplicaciones en películas Chip on Flex (COF) que funcionan para módulos de Pantalla de Cristal Líquido (LCD). Con la ampliación gradual del campo de aplicación de las PCB flexibles, se han producido grandes cambios en su forma estructural, funciones del producto y rendimiento. Por lo tanto, se han establecido requisitos de mayor rendimiento para el material del sustrato de las PCB flexibles, incluyendo alta resistencia al calor, alta estabilidad dimensional, alta flexibilidad, alta frecuencia (baja constante dieléctrica) y ausencia de halógenos. Como material de sustrato de las PCB flexibles, el CCL flexible (laminado recubierto de cobre) tiene que mejorar en términos de rendimiento para que finalmente se mejore el rendimiento integral de la PCB flexible. Este artículo cubrirá aspectos básicos del CCL flexible para que se pueda seleccionar un material de sustrato flexible adecuado para lograr un rendimiento óptimo de sus PCB flexibles.
Historia del desarrollo de la CCL flexible
CCL flexible se refiere a CCL flexible de una o dos capaslaminado revestido de cobrehecho de película de PI o película de poliéster como material de sustrato, que son aislantes, y de un conductor de lámina de cobre delgada con flexibilidad en la superficie. En comparación con el CCL rígido, se caracteriza por su ligereza, delgadez y flexibilidad, por lo que los PCB flexibles con CCL flexible como material de sustrato se aplican ampliamente en numerosos productos electrónicos, incluidos teléfonos móviles, cámaras digitales, sistemas GPS para automóviles, computadoras portátiles, etc.
El CCL flexible más temprano podría remontarse a conductores hechos con un sustrato de papel encerado en 1898. En 1960, los ingenieros aplicaron por primera vez una lámina de cobre sobre una película termoplástica con un patrón generado mediante grabado, de modo que el patrón del circuito quedara finalmente formado en la placa de circuito flexible. Tras más de 50 años de desarrollo, el CCL flexible ha recibido aplicaciones cada vez más amplias hasta el punto de desempeñar un papel indispensable en productos electrónicos de consumo como tabletas, teléfonos móviles, etc.
En lo que respecta al desarrollo de CCL flexible en China, este comenzó ya en la década de 1980. Luego, el CCL flexible empezó a despegar a gran velocidad. Hasta ahora, la capacidad de fabricación total ha superado las 108m2, situándose entre los principales países del mundo.
Clasificación de CCL flexible
Según las diferentes capas, los CCL flexibles pueden clasificarse en CCL flexible de una cara, CCL flexible de doble cara y CCL flexible de múltiples caras; según la diferente densidad de trazado, los CCL flexibles pueden clasificarse en CCL flexible ordinario y CCL flexible de alta densidad; según los diferentes tipos de material de sustrato, los CCL flexibles pueden clasificarse en CCL flexible tipo poliéster, CCL flexible tipo PI y CCL flexible tipo politetrafluoroetileno; según las diferentes estructuras de producto, los CCL flexibles pueden clasificarse en 3L-FCCL y 2L-FCCL, que se muestran en la siguiente imagen.
De acuerdo con la representación de esta imagen, el 3L-FCCL también se denomina CCL flexible adhesivo, mientras que el 2L-FCCL también se denomina CCL flexible no adhesivo.
Estructura de CCL flexible
El CCL flexible está compuesto principalmente por material conductor y película base aislante. El adhesivo también está incluido en el 3L-FCCL, como se muestra arriba.
El material conductor que contribuye a la flexibilidad del CCL incluye lámina de cobre, lámina de aluminio y aleación de cobre-berilio, y la lámina de cobre representa la mayoría. La lámina de cobre puede clasificarse además en lámina de cobre electrolítico y lámina de cobre laminado, cada tipo de las cuales se clasifica en diferentes niveles. Debido a que la lámina de cobre electrolítico y la lámina de cobre laminado se fabrican mediante métodos diferentes, difieren mucho entre sí en cuanto a propiedades mecánicas y flexibilidad, y también en el tratamiento de rugosidad del cobre.
Como elemento principal del CCL flexible, la película base de aislamiento se clasifica en película de poliéster, película de PI, película de poliésterida, fluorocarbono etileno, etc., entre las cuales la película de poliéster y la película de PI representan la mayoría. La película de poliéster es en realidad una película de tereftalato de polietileno cuya estructura química se muestra a continuación.
Presenta una excelente resistencia al agua y estabilidad dimensional tras la absorción de humedad, y ofrece un buen rendimiento en cuanto a propiedades mecánicas y comportamiento eléctrico. Sus desventajas, sin embargo, son su baja resistencia al calor y su marcada tendencia a sufrir una gran contracción cuando se calienta. Además, presenta un punto de fusión bajo, lo cual no es aceptable para soldaduras a alta temperatura.
La película de PI presenta un excelente rendimiento mecánico y propiedades eléctricas. Ofrece un buen comportamiento frente al calor, con una temperatura de aplicación a largo plazo de 260 °C y puede soportar temperaturas transitorias superiores a 400 °C con buena resistencia al fuego. Por lo tanto, la película de PI se utiliza habitualmente en CCL flexibles en la actualidad.
Como componente clave, el adhesivo determina directamente el rendimiento y la calidad de los productos 3L-FCCL. Los adhesivos utilizados para CCL flexible incluyen tipos de poliéster, tipo ácido acrílico, epoxi o epoxi modificado, tipo PI y tipo fenólico-PVB, etc. En la actualidad, los adhesivos de ácido acrílico y los adhesivos epoxi se aplican ampliamente.
Tendencia de desarrollo de la CCL flexible
Los CCL flexibles han experimentado un amplio campo de aplicación en el futuro. Al mismo tiempo, se han logrado muchos avances en nuevos tipos de CCL flexibles por parte de los investigadores, como CCL flexible de alta Tg, CCL flexible libre de halógenos y fósforo, CCL flexible de alta velocidad y CCL flexible ultrafino.
• CCL flexible de alta TgEn lo que respecta a 3L-FCCL, el punto clave del CCL flexible de alta Tg radica en la mejora de la resistencia al calor del adhesivo. El adhesivo aplicado en 3L-FCCL es actualmente principalmente resina epoxi y ácido acrílico. Como resultado, el CCL flexible de alta Tg debe mantener el costo de fabricación lo más bajo posible, garantizando en primer lugar la estabilidad dimensional, el aislamiento y la resistencia química.
• CCL flexible resistente al fuego, libre de halógenos y fósforoDebido a la promulgación de normativas de la UE y al llamado de la población a favor de la protección del medio ambiente, los productos libres de halógenos y de fósforo se han convertido en el nuevo objetivo de desarrollo de los CCL flexibles.
• CCL flexible de alta velocidadEn los últimos años se ha observado una alta frecuencia y gran velocidad en la transmisión de señales, por lo que han surgido nuevas exigencias en términos de alta frecuencia y alta velocidad.
• CCL flexible ultrafinoLa demanda de productos electrónicos de peso ligero se ha extendido a los CCL flexibles, lo que es la principal razón de los CCL flexibles ultrafinos.
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