激光头主板用FPC关键材料研究

王 丽 何 波（珠海城市职业技术学院，广东 珠海 519090）陈 浪（珠海元盛电子科技股份有限公司，广东 珠海 519060）

激光头主板用FPC关键材料研究

王 丽 何 波
（珠海城市职业技术学院，广东 珠海 519090）
陈 浪
（珠海元盛电子科技股份有限公司，广东 珠海 519060）

FPC有广阔的发展及应用空间，对FPC的的卷曲、弯折以及温度和湿度载荷下的疲劳可靠性也有了更高的要求。本文通过对激光头主板用FPC关键材料的实验研究，通过对比实验选择出了提高激光头主板FPC电路的弯折性的FPC材料，其产品电路的弯折达1000万次，达到国内的先进水平。

激光头用挠性印制电路板；材料；弯折性

1 FPC发展现状

挠性印制电路板（FPC）是以聚酰亚胺等材料为基板，与铜等导体材料制成具有很好的弯曲性和很高的可靠性的电路板。挠性电路板以其轻薄、短小、结构灵活的特点，广泛用于各种电子产品中，对其性能的研究也进入了飞速发展的阶段。

对FPC的研究及技术也进入我国自主的企业，为我国企业的研发及技术开发提高带来新的机遇和挑战，从而促进了我国企业科研能力和创新能力的提高。

关于FPC的材料，绝缘基板的材料主要有聚酰亚胺、聚酯和聚四氟乙烯等，但以聚酰亚胺占为主，使用率在80%以上。粘贴层的材料主要是环氧树脂类和丙烯酸类粘贴剂等，由于受新的环保规定的影响，研究者们正在研究新型的无卤型粘贴剂。

2 激光头主板用FPC关键材料研究背景及意义

目前，DVD及VCD类家用电子产品已进入了高储存、高寿命、高性能的时代，而DVD及VCD类产品中激光头为其核心关键部件，激光头主板质量直接影响着产品的质量及寿命。为适应市场发展需求，提高自主开发研究的能力，珠海元盛电子科技有限公司和珠海城市职业技术学院历经两年多时间，对激光头用主板FPC进行研究开发，通过理论研究及实验找到了适合DVD 产品并达到技术指标要求的材料及工艺，使产品弯折寿命达到1000万次以上，提高了产品合格率及外观，满足了客户要求，打破了该项目国外垄断状态，填补了国内空白，增强了企业的竞争力，为提高我国科技研发的实力做出了贡献。

3 激光头主板用FPC高寿命（1000万次）基材的研 与开发

激光头主板用FPC具有很小的线宽和线距，并要求其挠折寿命满足1 000万次，因而选择合适的基材及基材与覆盖膜相互匹配成为要解决的核心问题。

3.1 基材分析及选择

FPC使用的基本材料有基体材料、导体材料、覆铜材料、涂覆材料和粘结剂材料等。多以聚酰亚胺/粘结剂/铜箔三层结构为主，粘结剂起到很重要的作用，它是在薄膜与铜箔、或薄膜与薄膜（指覆盖膜）之间起到粘结作用。用于粘结层的材料有聚脂、丙烯酸、改性环氧、氟碳树脂、聚酰亚胺等。从实用角度分析，要根据对粘结强度、尺寸稳定性、耐热及层压工艺的不同要求，选用适合的胶粘剂。而传统的胶黏剂最显著的缺点是热稳定性差，与基材的热膨胀系数相差较大，直接影响电路的散热性。此外，在带有粘结剂的挠性电路中，当存在有湿气并升温或通电的状态下，电路上的铜导线溶解形成铜离子在正负电荷性的导线之间，能通过粘结剂及成排的导线。当离子在铜导线间排成列时，细线通常会产生类似栓接或成技状生长的现象。严重时，细状线会在导线间跨接，达到一厚度时便会导致整个机电短路。特别是当电压升高或电路密度增加时，电迁移现象会更严重，从而增加故障的可能性。激光头主板用FPC有产品尺寸大、基材薄的特点，故传统的胶黏剂不适合激光头主板用FPC。经综合分析，根据激光头主板的特点，选择了无粘结剂的基材。

3.2 铜箔类型的测试及选择

FPC用的铜箔分为压延铜箔（RA铜箔）和电解铜箔（ED铜箔），两种铜箔的性能比较见表1。

由表1可以看出，压延铜箔的多数性能均优于电解铜箔，特别是其延展性、抗弯曲性能及韧性要优越于电解铜箔。研发团队通过两年的努力研究及实验，优选出韩国斗山的基材、韩华的覆盖膜作为激光头主板用压延铜箔基材。

表1 压延铜箔与电解铜箔性能比较表

表2 材料寿命及外观实验测试结果表

3.3 材料的搭配实验及选择

为了获得符合产品要求的材料，研发团队对市场上已成熟的韩华覆盖膜和斗山的基材搭配后进行耐挠曲疲劳测试、寿命测试、外观（变色、分层脱离）及线路电阻变化等性能及参数的实验。表2为材料寿命及外观实验测试结果，表3为耐挠曲疲劳实验测试结果。

结论：最终测试1 000万次，通过。

通过搭配优化实验，选用韩华覆盖膜搭配斗山无胶基材及斗山无胶基材和覆盖膜，产品寿命都可以达到1 000万次以上，实现了性能的最佳组合，达到了产品性能要求，实现了产品的批量生产。

4 结语

进入21世纪，高密度、高速度、高性能的FPC使用将越来越广泛。各材料商、各企业正在致力于新材料的研制与使用。我们的研发团队将不断探索FPC的材料及工艺，为电子产品的产业化不断提供技术支撑，使我国企业在激光头主板FPC国内外市场竞争中能够占有一席之地，实现大批量产业化而努力。

表3 耐挠曲疲劳实验测试结果表

[1]刘东辉, 廖钰敏等著. 铜箔材料的研究现状及发展[J]. 热处理, 2012, 27, 6:14-17.

[2]蔡积庆编译. 最新挠性基板材料的技术动向[J].印制电路信息, 2003, 7:46-50.

[3]赵京松. 压延铜箔的现状及其发展趋势[J]. 上海有色金属, 2012, 7:96-99.

王丽，硕士，副教授，主要研究方向：电子信息。

Laser head board with FPC key materials

WANG Li HE Bo CHEN Lang

The FPC has a broader development and application space. The FPC curl, bend as well as temperature and humidity fatigue reliability under load also have higher requirements. Based on the laser head board FPC key materials used experimental study, we selected through a comparative experiment to improve the FPC for laser head. FPC bending of materials, with its products circuit bent over 10 million times, can reach the domestic advanced level.

Laser Head with FPC; Material; Bending Resistance

TN41

A

1009-0096（2014）03-0024-03