公告/发布日期:2019/03/12

mile米乐m6官网 5G低损耗基板高强度异种材料键合技术开发

-使用简单的表面改性技术直接粘合光滑铜箔和聚合物-

积分

  • 利用紫外线进行化学反应,将氧官能团引入聚合物表面的化学改性技术
  • 高分子材料化学改性,无需对铜箔进行表面粗化处理,实现无胶高强粘合
  • 期待开发出具有优异高频特性的第五代通信(5G)用柔性印刷线路板


摘要

米乐m6官方网站[会长:中钵良二](以下简称“AIST”)先进涂层技术研究中心[研究中心主任 Jun Akedo]光反应涂层研究团队高级首席研究员 Kyoko Nakamura 和该研究中心副研究中心主任 Tetsuo Tsuchiya 正在与新技术研究所有限公司[代表主任平井健二](以下简称“新技术研究所”)合作开发高频产品柔性印刷线路板可生产高强度(FPC)异种材料连接我开发了这项技术。

这项技术是覆铜板利用紫外光反应对组成的聚酯薄膜的表面进行显影表面化学改性采用含氧官能团技术制成,采用热压的方式与铜箔粘合。无需对铜箔表面进行粗化处理(无需粗化),可以将不同材料粘合在一起,粘合强度高。采用新开发的接合技术的布线板,铜箔表面没有凹凸不平,因此即使在高频下,当信号流经铜布线表层时,传输距离也不会增加。传输损耗物以稀为贵第五代通信(5G)预计。

概览图
高分子薄膜与铜箔异种材料粘合技术


发展的社会背景

FPC应用于电子设备(智能手机、平板电脑、可穿戴设备等),是信息通信的重要部件,近年来,尤其是高频特性凭借优异的9516_9720|第五代通信(5G)基板的开发而受到关注FPC通常使用聚酰亚胺膜或聚酯膜等薄而柔韧的聚合物膜作为绝缘层,并使用铜材料作为布线层。为了开发高可靠性基板,需要提高聚合物膜与铜布线之间的接合强度,并且迄今为止已经提出了各种接合技术。例如,将铜箔贴合并粘合到作为FPC基材的聚合物膜的一侧或两侧。FCCL(柔性覆铜板然而,需要一种即使在高频下也能粘合高度光滑的铜箔和聚合物膜的方法,该方法具有高强度和低传输损耗。

研究历史

AIST旨在开发能够安全、轻松地将化学纳米涂层应用于各种材料的技术,并一直致力于开发碳基和聚合物材料表面的各种官能团引入技术,主要是利用紫外线进行表面化学改性。该技术可以创建拒水和亲水等功能表面,同时避免基材通过室温加工而劣化。新技术研究所以金属化学表面处理为核心技术,提高各类金属产品的功能性。特别是近年来,CB(化学键合) 我们在技术上投入了大量精力,使得无需粘合剂即可牢固地连接材料,而现有技术无法实现足够的粘合和粘合强度。此次,我们以产业技术研究院利用紫外线的表面化学改性纳米涂层技术为基础,致力于研究开发利用导入了官能团的高分子材料表面来接合异种材料的技术。

研究内容

FCCL采用将铜箔表面粗糙化并将粘合剂或加热的聚合物表面粘附到粗糙表面的不规则处的方法,以提高粘合力和结合强度。锚定效果)(轮廓图)。然而,当使用粘合剂时,存在耐久性问题,例如粘合构件缺乏透明度以及粘合剂由于随时间的变化而劣化。此外,由于高频信号流经布线表层,铜箔表面的凹凸会拉长传输距离,增加传输损耗。因此,为了实现FPC的重要特性——低传输损耗,需要一种能够将高度光滑的铜箔表面与高强度的聚合物薄膜粘合的方法,并且正在开发使用表面处理剂而不使铜箔表面变得粗糙的方法。然而,即使当使用现有的表面处理剂将聚酯聚合物膜和铜箔粘合时,也存在不能获得足够的粘合强度的问题,例如粘合强度的变化大。

这次,我们应用了利用紫外线照射的化学纳米涂层技术,将氧官能团引入到聚酯薄膜(FPC中使用的聚合物薄膜)的表面。通过对粘合前后聚合物薄膜和铜箔的详细表面分析反馈粘合机理分析结果,我们能够构建与铜箔高度反应的表面化学结构。氧官能团引入技术可以通过使聚酯膜和氧化剂共存并用紫外线照射该膜,有效地引入通过共价键牢固地固定在聚酯膜表面的羟基等氧官能团。引入氧官能团的传统技术包括氧等离子体处理、臭氧处理和电晕放电处理,但这些技术存在诸如使用大型设备、损坏聚合物膜以及表面改性性能随时间变化等问题。相比之下,新开发的化学纳米涂层方法可以使用简单的装置有效地引入氧官能团,需要较少的氧化剂,并且可以长时间保持表面改性性能。

当热压氧官能化聚酯薄膜和铜箔时,化学反应会在铜和聚酯薄膜表面大量存在的氧官能团之间产生牢固的结合,从而形成无粘合剂的高强度结合。图1显示了传统方法和新粘合方式的粘合强度比较。由于许多含氧官能团直接键合到铜箔上,因此剥离强度的开发目标值表示键合的强度(JPCA 标准:07 N/mm 或更高)。

图1
图1粘合强度比较(左)、粘合方式示意图(右上)、制作粘合件(右下)

未来计划

此次开发的接合技术比使用接合剂的传统加工具有更高的接合强度,并且有望显着降低传输损耗、接合温度和成本。未来,我们将为具有优异高频特性的第五代通信(5G)基板开发一种高效、低环境影响的量产工艺。此外,由于表面化学改性纳米涂层技术可以在材料表面引入各种官能团,因此我们将推进其在社会需求较高的各种异种材料粘接技术以及表面拒水亲水技术中的应用。



术语解释

◆柔性印刷线路板
一种在基材上形成有电路的板,该基材是通过层压薄而软的绝缘基膜和铜箔等导电金属而制成的。[返回来源]
◆异种材料连接
直接将不同性质的材料牢固地连接起来,无需使用粘合剂或螺钉。[返回来源]
◆覆铜板
一种柔性印刷电路板的复合材料,由基膜和铜箔层压在一起制成。它用于印刷线路板和半导体封装,以制造计算机和移动设备等各种电子设备的电子元件。[返回来源]
◆表面化学改性
通过化学处理将官能团引入固体表面,从而可以控制涉及固体表面和界面的界面化学性质,例如分散性、润湿性、粘附性和吸附性的技术。[返回来源]
◆传导损耗
流经通信路径的电信号根据距离等而衰减的程度[返回来源]
◆第五代通信(5G)
下一代移动通信系统,宽带服务速度比现在快 100 倍,可同时连接到您周围的所有设备,即使在偏远地区也能实现低延迟连接 [返回来源]
◆高频特性
指高频范围内的电气特性,对于计算机、移动终端等精密电子设备的高频段使用至关重要。[返回来源]
◆FCCL(柔性覆铜板
一种柔性印刷线路板,其中基材浸有绝缘树脂并层压有铜箔。[返回来源]
◆锚定效应
在粘合和涂装中,通过穿透树根等材料表面的细微凹凸并硬化来提高粘合强度的效果。[返回来源]
◆JPCA标准
日本电子工业协会 (日本电子封装和电路协会)制定的电子电路标准。[返回参考源]



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