Ces dernières années ont vu des applications de plus en plus larges decircuits imprimés flexiblesLes circuits imprimés flexibles (Flex PCBs) étaient principalement utilisés dans le domaine militaire à leurs débuts, en particulier dans les produits aérospatiaux et militaires. Le développement constant de la technologie a progressivement entraîné l’extension des circuits imprimés flexibles au domaine civil. À ce jour, les circuits imprimés flexibles sont largement utilisés dans les périphériques informatiques et les appareils électroménagers, tels que les nappes de lecteurs de matériel, l’électronique automobile, les appareils photo, les caméscopes numériques, les instruments, les dispositifs d’automatisation de bureau, les équipements de soins de santé, etc. Ces dernières années, ils ont trouvé des applications dans les films Chip on Flex (COF) utilisés pour les modules d’affichage à cristaux liquides (LCD). Avec l’élargissement progressif du champ d’application des circuits imprimés flexibles, de grands changements sont intervenus dans leur forme structurelle, leurs fonctions et leurs performances. Par conséquent, des exigences de performance plus élevées ont été imposées au matériau de base des circuits imprimés flexibles, notamment une haute résistance à la chaleur, une grande stabilité dimensionnelle, une flexibilité élevée, une haute fréquence (faible constante diélectrique) et l’absence d’halogènes. En tant que matériau de base des circuits imprimés flexibles, le CCL flexible (stratifié cuivre époxy flexible) doit être amélioré en termes de performances afin que les performances globales du circuit imprimé flexible soient finalement optimisées. Cet article couvrira les aspects fondamentaux du CCL flexible afin qu’un matériau de substrat flexible approprié puisse être sélectionné pour obtenir des performances optimales de vos circuits imprimés flexibles.
Historique du développement des CCL flexibles
Le CCL flexible désigne un flexible monocouche ou bicouchestratifié cuivre-cladfabriqué en film PI ou en film polyester comme matériau de substrat, avec un conducteur en feuille de cuivre mince, isolant et flexible à la surface. Comparé au CCL rigide, il se caractérise par sa légèreté, sa finesse et sa flexibilité, de sorte que les circuits imprimés flexibles utilisant le CCL flexible comme matériau de substrat sont largement appliqués dans de nombreux produits électroniques, notamment les téléphones portables, les appareils photo numériques, les systèmes GPS automobiles, les ordinateurs portables, etc.
Les premiers CCL flexibles pourraient remonter à des conducteurs réalisés sur un substrat en papier paraffiné en 1898. En 1960, des ingénieurs ont pour la première fois appliqué une feuille de cuivre sur un film thermoplastique, avec un motif généré par gravure, de sorte que le motif de circuit soit finalement formé sur le circuit imprimé flexible. Après plus de 50 ans de développement, les CCL flexibles ont trouvé des applications de plus en plus larges, au point de jouer un rôle indispensable dans les produits électroniques grand public tels que les tablettes, les téléphones portables, etc.
En ce qui concerne le développement des CCL flexibles en Chine, il a commencé dès les années 1980. Ensuite, les CCL flexibles ont commencé à se développer à grande vitesse. Jusqu’à présent, la capacité de production globale a dépassé 108m2, se classant parmi les principaux pays du monde.
Classification des CCL flexibles
En fonction des différentes couches, les CCL flexibles peuvent être classés en CCL flexibles simple face, CCL flexibles double face et CCL flexibles multicouches ; en fonction de la densité de pistes, les CCL flexibles peuvent être classés en CCL flexibles ordinaires et CCL flexibles à haute densité ; en fonction des différents types de matériaux de substrat, les CCL flexibles peuvent être classés en CCL flexibles de type polyester, CCL flexibles de type PI et CCL flexibles de type polytétrafluoroéthylène ; en fonction des différentes structures de produit, les CCL flexibles peuvent être classés en 3L-FCCL et 2L-FCCL, comme illustré dans l’image suivante.
Conformément à la description de cette image, le 3L-FCCL est également appelé CCL flexible avec adhésif, tandis que le 2L-FCCL est également appelé CCL flexible sans adhésif.
Structure du CCL flexible
Le Flex CCL est principalement composé de matériau conducteur et d’un film de base isolant. Un adhésif est également présent dans le 3L-FCCL, comme illustré ci-dessus.
Les matériaux conducteurs contribuant au CCL flexible comprennent le feuillard de cuivre, le feuillard d’aluminium ainsi que l’alliage cuivre-béryllium, le feuillard de cuivre représentant la majorité. Le feuillard de cuivre peut être classé en feuille de cuivre électrolytique et en feuille de cuivre laminée, chaque type étant subdivisé en différents niveaux. Comme la feuille de cuivre électrolytique et la feuille de cuivre laminée sont fabriquées selon des méthodes différentes, elles diffèrent fortement l’une de l’autre en termes de propriétés mécaniques et de flexibilité, et il en va de même pour le traitement de rugosification du cuivre.
En tant qu’élément principal du CCL flexible, le film de base isolant est classé en film polyester, film PI, film polyesterimide, fluorocarbone éthylène, etc., parmi lesquels le film polyester et le film PI représentent la majorité. Le film polyester est en réalité un film de polyéthylène téréphtalate dont la structure chimique est présentée ci-dessous.
Il présente une excellente résistance à l’eau et une bonne stabilité dimensionnelle après absorption d’humidité, ainsi que de bonnes performances mécaniques et électriques. Ses inconvénients, cependant, sont une mauvaise résistance à la chaleur et une forte tendance au retrait lors du chauffage. De plus, il possède un point de fusion bas, ce qui n’est pas acceptable pour le brasage à haute température.
Le film PI présente d’excellentes performances mécaniques et propriétés électriques. Il offre une bonne résistance à la chaleur avec une température d’utilisation à long terme de 260 °C et peut supporter des températures transitoires supérieures à 400 °C, tout en présentant une bonne résistance au feu. Par conséquent, le film PI est désormais toujours utilisé pour les CCL flexibles.
En tant que composant clé, l’adhésif détermine directement les performances et la qualité des produits 3L-FCCL. Les adhésifs utilisés pour les CCL flexibles comprennent les types polyester, les types à base d’acide acrylique, les époxydes ou époxydes modifiés, les types PI et les types phénolique-PVB, etc. De nos jours, les adhésifs à base d’acide acrylique et les adhésifs époxy sont largement utilisés.
Tendance de développement des CCL flexibles
Les CCL flexibles ont connu un large champ d’application à l’avenir. Parallèlement, de nombreux progrès ont été réalisés par les chercheurs sur de nouveaux types de CCL flexibles, tels que les CCL flexibles à Tg élevée, les CCL flexibles sans halogène ni phosphore, les CCL flexibles à haute vitesse et les CCL flexibles ultra-minces.
• CCL flexible à Tg élevéeEn ce qui concerne le 3L-FCCL, le point clé du CCL flexible à Tg élevée réside dans l’amélioration de la résistance thermique de l’adhésif. L’adhésif utilisé dans le 3L-FCCL est actuellement principalement une résine époxy et de l’acide acrylique. Par conséquent, le CCL flexible à Tg élevée doit maintenir le coût de fabrication aussi bas que possible, tout en garantissant en priorité la stabilité dimensionnelle, l’isolation et la résistance chimique.
• CCL flexible ignifuge sans halogène et sans phosphoreEn raison de la publication de réglementations de l’UE et de l’appel du public à la protection de l’environnement, l’absence d’halogène et de phosphore est devenue le nouvel objectif de développement des CCL flexibles.
• CCL flexible haute vitesseCes dernières années ont été marquées par une fréquence et une vitesse élevées de transmission des signaux, de sorte qu’un nouveau besoin en matière de haute fréquence et de haute vitesse s’est fait sentir.
• CCL flexible ultra-finLa demande de légèreté des produits électroniques s’est concentrée sur les CCL flexibles, ce qui constitue la principale raison du développement de CCL flexibles ultra-minces.
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