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行业调研

古河电工微细线路板用DF-TSH薄铜箔的开发

[所属分类:行业调研] [发布时间:2019-11-1] [发布人:铜箔协会] [阅读次数:] [返回]

 

古河电工微细线路板用DF-TSH薄铜箔的开发


孙云飞 王学江 杨祥魁编译

(山东金宝电子股份有限公司 铜箔研发中心)

 

 

1.前言

以移动设备用印制电路板为例,近年来,随着电路密度的增加,线路宽度和间距变得越来越细,对微细线路板的需求也逐年增大。微细线路板的线路通常采用铜箔或镀铜工艺。铜箔大致分为电解铜箔和压延铜箔两类。在微细线路板中,主要采用电解铜箔,即使对于大尺寸线路板也可以使用,因为电解铜箔具有高的生产效率。古河电工基于双光电解铜箔技术,对铜箔进行表面处理,制得印制电路板用F-WS铜箔,该产品深受客户好评。

对于使用铜箔构建的线路板,当电路图案更精细时,使用更薄的铜箔是可行的。目前,多采用12μm厚铜箔,通过减成法对铜箔进行选择性去除,以此来加工制备印制线路板。该方法制程简单,成本较低,但只适用于线宽/线距(L&S)为35/35μm以上的线路板加工。若要继续提高线路的微细程度,需要使用9μm或更薄的铜箔。在这种情况下,由于薄铜箔的机械强度较低,容易发生起皱和卷曲问题,使得其在搬运、层压过程中操作起来非常困难。而且,由于普通铜箔具有加热后强度降低的特点,所以薄铜箔电路板在层压后存在刚性降低的缺陷。

另一方面,半加成法已被应用于L&S=30/30μm及以下的微细线路板,其中线路图案采用附载体的薄铜箔镀铜形成。半加成法主要应用于半导体的封装基板。近年来随着移动设备高性能化和高密度化的发展趋势,该方法得到了更广泛的应用和普及。虽然半加成法在制备微细线路板方面具有很大优势,但其成本高,且由于附带载体,在板材制造过程时,需耗费额外时间对其进行剥离。

古河电工开发出采用传统减成法即可实现线路微细化的铜箔产品。

 

2.特性

微细线路板用薄铜箔DF-TSH,可通过古河电工原有的电解技术实现。该铜箔厚度为6μm,具有高抗拉强度和高延伸率,无需载体辅助,即可操作使用。表1为DF-TSH箔的各代表特性。

表1.  DF-TSH与其它铜箔的机械性能和物理性能

评价项目

微细线路板用薄铜箔DF-TSH

古河铜箔F2-WS

电解铜箔A

箔厚(μm)

6

12(参考品)

12

12

抗拉强度(MPa)

490

490

320

370

延伸率(%)

3

6

8

6

粗糙度Rz(μm)

2.0

2.0

2.0

3.0


(1)高抗拉强度

DF-TSH箔的抗拉强度约为F2-WS箔的1.5倍,而3%的延伸率在高抗拉强度箔中也是非常不错的。基于这些优异性能,DF-TSH箔在搬运、层压过程中,折皱现象可以得到有效控制,并且可以采用常规方式来处理6μm薄铜箔。

(2)优良的微细线路可加工性

DF-TSH箔的厚度为6μm,具有出色的蚀刻性能,可制备微细线路板。图1所示为传统减成法加工的线路板,铜箔厚度对下摆宽度D的影响。通常,减成法制备的线路截面为梯形(见图1),当线路下摆宽度D较小时,线条和间距可以较窄。L&S=30/30μm时,6μm箔较12μm箔的下摆宽度D减少40%,而线宽偏差也下降至一半以下,如图2所示。在实际生产过程中,采用6μm DF-TSH箔,可成功实现减成法加工制备L&S=30/30μm的微细线路板。该工艺方法与现行的半加成法相比,不但加工成本得到大幅降低,还可省去因载体剥离耗费的额外时间。

图1 减成法铜箔厚度对线路下摆宽度D的影响


图2 减成法制备的L&S=30/30μm微细线路

(a)DF-TSH 6μm,(b)DF-TSH 12μm,(c)铜箔厚度对线宽偏差的影响

(3)高耐热性

图3为铜箔加热1h后,抗拉强度与温度的关系曲线。通常,覆铜板的压合温度为170~220℃。在压机的热压作用下,树脂材料熔融再固化,实现树脂基材与铜箔的密切结合。由图3可见,200℃加热1h后,DF-TSH箔的抗拉强度约为F2-WS箔的1.5倍。与电解铜箔B相比,加热前二者抗拉强度相差不大,但200℃加热1h后,DF-TSH箔约为B箔的1.8倍。基于这种高的热稳定性,DF-TSH箔即使在压板过程后,仍能保持较高的拉伸强度,避免因线路板刚性降低而引起的缺陷。

图3 DF-TSH箔与其它电解铜箔的耐热性比较

(4)可片状供货

由于DF-TSH箔的高强度特性,可实现6μm薄箔片状供货。而且,该铜箔无附载体,在线路板加工过程中,可直接使用。

 

3.结论

DF-TSH是一种用于微细线路板的铜箔,与传统电解铜箔相比具有更高的抗拉强度。基于该特性,DF-TSH箔在搬运、层压过程中,可有效控制折皱的产生。同时,该铜箔可以在无附载体情况下做到6μm厚。因DF-TSH箔很薄,在微细线路加工方面具有很大优势。可通过减成法直接制备出L&S=30/30μm的微细线路。目前,DF-TSH箔的厚度有6μm和9μm,可卷状或片状供货。


[本文编译自:古河電工時報第138号(平成31年2月),微細配線板用薄銅箔DF-TSHの開発]




 


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