Negli ultimi anni si è assistito a un'applicazione sempre più ampia diPCB flessibili. Le PCB flessibili sono stati applicati principalmente in ambito militare nella loro fase iniziale, in particolare in prodotti aerospaziali e militari. Il continuo sviluppo della tecnologia ha gradualmente portato all’espansione delle schede PCB flessibili nel settore civile. Ad oggi, i circuiti stampati flessibili sono ampiamente utilizzati nelle periferiche per computer e negli elettrodomestici, come i cavi a nastro dei dischi rigidi, l’elettronica automobilistica, le fotocamere, le videocamere digitali, gli strumenti, i dispositivi per l’automazione d’ufficio, le apparecchiature sanitarie ecc. Negli ultimi anni si è assistito alla loro applicazione nei film Chip on Flex (COF) utilizzati per i moduli a cristalli liquidi (LCD). Con il graduale ampliamento del campo di applicazione dei PCB flessibili, si sono verificati grandi cambiamenti nella loro forma strutturale, nelle funzioni del prodotto e nelle prestazioni. Pertanto, sono stati posti requisiti di prestazioni più elevati sul materiale di base dei PCB flessibili, tra cui alta resistenza al calore, elevata stabilità dimensionale, grande flessibilità, alta frequenza (bassa costante dielettrica) e assenza di alogeni. In quanto materiale di base dei PCB flessibili, il CCL flessibile (laminato ramato flessibile) deve essere aggiornato in termini di prestazioni affinché le prestazioni complessive del PCB flessibile possano essere infine migliorate. Questo articolo tratterà gli aspetti di base del CCL flessibile in modo che si possa scegliere un materiale di base flessibile adeguato per ottenere prestazioni ottimali dei vostri PCB flessibili.
Storia dello sviluppo del CCL flessibile
Il CCL flessibile si riferisce a CCL flessibile a singolo strato o a doppio stratolaminato rivestito di ramerealizzato in film PI o film in poliestere come materiale di base isolante e sottile lamina di rame conduttrice con flessibilità sulla superficie. Rispetto al CCL rigido, è caratterizzato da leggerezza, sottigliezza e flessibilità, quindi i PCB flessibili con CCL flessibile come materiale di base sono ampiamente applicati in numerosi prodotti elettronici, tra cui telefoni cellulari, fotocamere digitali, GPS per auto, laptop ecc.
Il primo CCL flessibile potrebbe risalire a conduttori realizzati con un substrato di carta cerata nel 1898. Nel 1960, gli ingegneri applicarono per la prima volta un foglio di rame su un film termoplastico con un motivo generato mediante incisione, in modo che il disegno del circuito venisse infine realizzato sul circuito stampato flessibile. Dopo oltre 50 anni di sviluppo, il CCL flessibile ha trovato applicazioni sempre più ampie, tanto da svolgere un ruolo indispensabile nei prodotti di elettronica di consumo come tablet, telefoni cellulari, ecc.
Per quanto riguarda lo sviluppo del CCL flessibile in Cina, è iniziato già negli anni ’80. Successivamente, il CCL flessibile ha cominciato a decollare ad alta velocità. Finora, la capacità produttiva complessiva ha superato 108m2classificandosi tra i paesi migliori al mondo.
Classificazione di CCL flessibile
In base ai diversi strati, i CCL flessibili possono essere classificati in CCL flessibili monofaccia, CCL flessibili bifaccia e CCL flessibili multistrato; in base alle diverse densità delle tracce, i CCL flessibili possono essere classificati in CCL flessibili ordinari e CCL flessibili ad alta densità; in base ai diversi tipi di materiale del substrato, i CCL flessibili possono essere classificati in CCL flessibili di tipo poliestere, CCL flessibili di tipo PI e CCL flessibili di tipo politetrafluoroetilene; in base alle diverse strutture del prodotto, i CCL flessibili possono essere classificati in 3L-FCCL e 2L-FCCL, come mostrato nell’immagine seguente.
In conformità con la descrizione di questa immagine, il 3L-FCCL è anche chiamato CCL flessibile adesivo, mentre il 2L-FCCL è anche chiamato CCL flessibile non adesivo.
Struttura del CCL flessibile
Il Flex CCL è composto principalmente da materiale conduttore e da un film di base isolante. L’adesivo è inoltre presente nel 3L-FCCL, come mostrato sopra.
I materiali conduttori che contribuiscono alla flessibilità del CCL includono il foglio di rame, il foglio di alluminio e la lega rame-berillio, e il foglio di rame rappresenta la maggioranza. Il foglio di rame può essere ulteriormente classificato in foglio di rame elettrolitico e foglio di rame laminato, ciascuno dei quali è suddiviso in diversi livelli. Poiché il foglio di rame elettrolitico e quello laminato sono prodotti con metodi differenti, essi differiscono notevolmente tra loro in termini di proprietà meccaniche e flessibilità, così come nel trattamento di rugosità del rame.
Come elemento principale del CCL flessibile, il film basale isolante è classificato in film di poliestere, film PI, film di poliestere immidico, fluorocarburo di etilene ecc., tra i quali il film di poliestere e il film PI rappresentano la maggioranza. Il film di poliestere è in realtà un film di polietilene tereftalato, la cui struttura chimica è mostrata di seguito.
Presenta un’eccellente resistenza all’acqua e stabilità dimensionale dopo l’assorbimento di umidità e offre buone prestazioni in termini di proprietà meccaniche e prestazioni elettriche. I suoi svantaggi, tuttavia, sono la scarsa resistenza al calore e la tendenza a subire un elevato ritiro quando viene riscaldato. Inoltre, presenta un basso punto di fusione, il che non è accettabile per la saldatura ad alta temperatura.
Il film in PI presenta eccellenti prestazioni meccaniche e proprietà elettriche. Offre ottima resistenza al calore, con una temperatura di esercizio a lungo termine di 260°C, e può sopportare temperature transitorie superiori a 400°C con una buona resistenza alla fiamma. Pertanto, il film in PI è attualmente sempre utilizzato per i CCL flessibili.
Come componente chiave, l’adesivo determina direttamente le prestazioni e la qualità dei prodotti 3L-FCCL. Gli adesivi utilizzati per i CCL flessibili includono quelli di tipo poliestere, di tipo acido acrilico, epossidico o epossidico modificato, di tipo PI e di tipo fenolico-PVB, ecc. Al giorno d’oggi, gli adesivi acrilici e gli adesivi epossidici sono ampiamente utilizzati.
Tendenza di sviluppo del CCL flessibile
Si prevede che i CCL flessibili avranno un ampio campo di applicazione in futuro. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno compiuto notevoli progressi su nuovi tipi di CCL flessibili, come i CCL flessibili ad alto Tg, i CCL flessibili privi di alogeni e di fosforo, i CCL flessibili ad alta velocità e i CCL flessibili ultra-sottili.
• CCL flessibile ad alta TgPer quanto riguarda il 3L-FCCL, il punto chiave del CCL flessibile ad alto Tg risiede nel miglioramento della resistenza al calore dell’adesivo. L’adesivo utilizzato nel 3L-FCCL è attualmente principalmente resina epossidica e acido acrilico. Di conseguenza, il CCL flessibile ad alto Tg deve mantenere il costo di produzione il più basso possibile, garantendo innanzitutto stabilità dimensionale, isolamento e resistenza chimica.
• CCL flessibile ignifugo privo di alogeni e di fosforo. A causa dell’emanazione delle normative UE e delle richieste della popolazione in materia di tutela ambientale, l’assenza di alogeni e di fosforo è diventata il nuovo obiettivo di sviluppo dei flex CCL.
• CCL flessibile ad alta velocitàNegli ultimi anni si è assistito a un’elevata frequenza e ad alta velocità di trasmissione dei segnali, per cui è sorta una nuova esigenza in termini di alta frequenza e alta velocità.
• CCL flessibile ultra-sottileLa richiesta di leggerezza dei prodotti elettronici si è concentrata sui CCL flessibili, che è la principale ragione dei CCL flessibili ultra-sottili.
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