涂布法液晶聚合物挠性覆铜板的制备

梁 立 茹敬宏 伍宏奎

（国家电子电路基材工程技术研究中心广东生益科技股份有限公司，广东 东莞 523039）

0 前言

随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能的各种电子消费产品市场需求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能化和微型化等，从而促进了高频高速应用技术的不断发展。因为高介电常数（Dk）会使信号传递速率变慢，高介质损耗（Df）会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低Dk/Df已成为基板业者之追逐热点，各种降低Dk/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来。

目前，在低Dk/Df挠性覆铜板（FCCL）方面，有认为杜邦公司推出的Paralux TK系列产品综合性能最好，但存在FPC加工困难的问题。很多FCCL厂家都在开发低Dk/Df的改性PI，目前还不是很成熟[1]。

低Dk/Df挠性覆铜板比较成熟的产品是液晶聚合物挠性覆铜板（LCP FCCL）。2012年起，对应高速传输的发展，住友电工率先实现了商品化高频高速FPC线缆产品，采用的就是LCP FCCL，可取代USB 3.0同轴电缆线[2]。另外，日本松下株式会社也是LCP FCCL的主要制造商，松下在2017年又上市了新系列品种的LCP材料，包括多层板用的芯材“R-F705T”（FELIOS LCP，芯材），以及粘结片“R-BM17”，这种低传输损耗的材料主要应用于USB3.1 Gen2的高频高速线缆和天线模块方面[3]。

广东生益科技股份有限公司在开发低Dk/Df的改性PI的同时，也对LCP FCCL的制备进行了研究，分别采取了可乐丽LCP（液晶聚合物）薄膜压合法和LCP溶液涂布法两种方式。压合法使用可乐丽的LCP薄膜采用辊压或者层压的方式制备，相对容易实现，但因为LCP薄膜的制备过程对工艺条件要求很高，生产厂家合格率不高，导致LCP薄膜价格昂贵。采用LCP溶液在铜箔上涂布成膜的方式可以提高合格率，降低成本。下面简单介绍涂布法LCP FCCL的制备，并对压合法LCP FCCL和涂布法LCP FCCL进行性能对比。

1 涂布法LCP FCCL的制备

1.1 原材料

液晶聚合物树脂（LCP）溶液、电解铜箔、南亚，VFM型号，12 μm（1/3 oz）。

1.2 制备涂布法LCP FCCL的工艺流程及结构

制备涂布法LCP FCCL的工艺流程如下。

（1）首先在12 μm厚（1/3 oz）电解铜箔上涂覆液晶聚酯树脂溶液，在160 ℃条件下烘烤4 min，去除大部分溶剂后，将半成品卷状收卷，绝缘层厚度控制为100 μm。

（2）上述半成品，在氮气烤箱中以280 ℃烘烤5 h，得到液晶聚酯单面挠性覆铜板。

（3）将所得液晶聚合物单面挠性覆铜板与1/3 oz电解铜箔压合，压合温度300 ℃，得到液晶聚酯双面挠性覆铜板。液晶聚合物双面挠性覆铜板的结构（如图1）。

图1 LCP双面挠性覆铜板结构示意图

2 结果与讨论

对制备的液晶聚酯双面挠性覆铜板进行性能检测，并与用可乐丽100 μm厚度液晶聚酯薄膜压合法制备的液晶聚酯双面挠性覆铜板进行对比，结果（见表1）。

从表1数据可知：（1）对于LCP FCCL，涂布法的剥离强度要好于压合法；（2）涂布法尺寸稳定性方面收缩稍大；（3）涂布法和压合法的吸水率基本没差别，都很小；（4）涂布法和压合法的Dk基本没差别，但Df要比压合法的稍差，但两者的Dk/Df在85℃，85%湿度处理后都非常稳定；（5）压合法的机械性能要优于涂布法，但涂布法的优点是机械性能各向同性；（6）涂布法的CTE比压合法的略小，且两个方向基本没有差别。两者的TMA图谱（如图2～图5）。

表1 性能检测结果

图2 压合法LCP膜TMA图谱-TD方向

图3 压合法LCP膜TMA图谱-MD方向

图4 涂布法液LCP膜TMA图谱-TD方向

图5 涂布法LCP膜TMA图谱-MD方向

3 结论

通过涂布法LCP FCCL和压合法LCP FCCL的对比，可得以下结论：

（1）对于LCP FCCL，涂布法的剥离强度要好于压合法，约大0.1～0.2 N/mm。

（2）涂布法LCP FCCL可能由于液晶聚合物溶液固含量较低，加工热处理的过程中收缩较大，在尺寸稳定性方面比压合法LCP FCCL收缩稍大。

（3）涂布法LCP FCCL和压合法LCP FCCL的吸水率基本没差别，都很小。

（4）涂布法和压合法的Dk基本没差别，但Df要比压合法的稍差，但两者的Dk/Df在85℃，85%湿度处理后都非常稳定，是LCP FCCL的最大优势。

（5）从机械性能和CTE的数据来看，相对于压合法LCP FCCL，涂布法LCP FCCL的优点是TD和MD两个方向基本没差别，压合法LCP FCCL存在各向异性问题。

综上所述，涂布法LCP FCCL和压合法LCP FCCL相比，性能差别不大，各有优劣势，而涂布法在成本方面将是个不小的优势。