柔性印制电路中铜箔的应用方法

【PCB信息网】在柔性印制电路板中,铜箔作为基材使用,这是众所周知的。然而,却有很少人知道它是怎样制造的。为柔性印制电路工业提供的优质铜箔产品的生产需要许多加工步骤。 

目前,柔性层压板使用的铜箔类型有两种:①压延退火铜箔(也被称作为锻碾铜箔);②电解铜箔。

铜箔的制造方法,不是压延退火就是电解,这些方法确定了它们的力学悖能。根据铜箔的力学性能和应用,每一种铜箔又进一步被分成不同的等级。表12-3中给出了铜箔的分类,电解铜箔和锻碾铜箔分别被分为四个等级(Savage. 1992) 。通常电解铜箔为1-4级,用于刚性印制电路板中。柔性印制电路使用所有的电解铜箔和锻碾铜箔的5-8级。典型的2,5,7和8级被应用在柔性层压板中。 

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1 压延退火铜箔 

压延退火铜箔的制造,首先要加热铜链,然后把它们送入一系列的滚筒中,使它们缩减为指定厚度的铜箔,如图12-3所示。旋转生成了铜箔中的颗粒结构,这些颗粒结构看起来像搭接的水平面上。在压力和温度的作用下,大小不同的铜颗粒之间相互作用,这就行成了铜箔的性能,例如延展性和硬度,同时也产生了一个光滑的表面。与电解铜箔相比,这种生产工艺生产的铜箔能承受更大的反复弯曲。 

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图12-3 压延退火方法制造的铜箔产品

然而,它的缺点是成本较高,铜箔的厚度和宽度的可选性较少。 

2 电解铜箔 

电解铜箔的制造是将铜离子电镀到一个圆柱形阴极上,铜箔不断地从上面剥离下来。电解铜箔是柱状晶粒结构的,当铜箔被弯曲时颗粒分离,这就使得铜箔弯曲时,其柔性和抗破裂能力比压延退火铜箔要小。图12-4为电解铜箔筒制造过程的示意图。 

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图12-4 电解铜箔制造过程示意图(Savage,1992)

电解过程开始是将铜从硫酸溶液中分解出来,通过温度和搅动来控制分解率。铜箔的外形和力学性能可能过使用不同类型的添加剂加以控制。 

铜溶液不断地被注入电解池中,在电解池阳极和阴极之间电流的作用下,铜离子从化学池中析出到阴极表面。阴极是一个旋转的圆柱形磁鼓,它的一分浸没在溶液中。当阴极进入溶液中时,铜开始沉积在磁鼓的表面,并且连续电镀直到磁鼓离开溶液。当阴极继续旋转时,铜箔从阴极剥离。阴极磁鼓的旋转速度决定了铜箔的厚度,电解过程能够生产许多厚度和宽度的铜箔。 

不论锻碾或是电解的原始铜箔产品,还需要分三个处理阶段进行加工,如图12-5 所示。 

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图12-5 铜箔的处理阶段和稳定性

1)结合(固定)处理:这种处理通常包括金属铜/铜氧化物的处理,增加了铜的表面积,为粘结剂或树脂提供了更好的湿润性。 

2) 耐热性处理:这种处理使得覆铜层压板能够承受印制电路板制造过程中的高温环境。 

3) 稳定性处理:这种处理也被称为钝化或抗氧化,这个处理被应用在铜的两面,用来预防氧化和着色。所有的稳定性处理是以铝合金为基础的,一些制造者将镍、锌以及其他金属与铅结合使用。 

处理之后,铜卷被切成需要的宽度,切口芯部用塑料薄膜包装以防止氧化。铜箔的延展性如下: 

1)电解铜箔:延长4% -40% 。 

2) 压延退火铜箔:延长20% -45% 。 

铜箔通常使用自聚酰亚胺或液态的聚合体榕液制成的薄膜覆盖。经过这种处理,导体薄膜可使铜宿受到长期的保护,免受腐蚀性环境和焊料污染的影响。

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