液晶聚合物_新一代高性能FPC基材
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
制在光刻膜表面上，要求图形清晰、规整。 显影 ：拼板工艺，采用 ＤＸ４５ 显影液在
８８０Ｆ±５０Ｆ 喷淋，之后接着在室温下干燥；“辊 －辊”工艺，采用 ２％ 的碳酸钠水溶液，８５０Ｆ、 线速度为 ５ 英尺／分钟的连续浴，之后在 １４００Ｆ 干燥，工序完成后整辊要平整光滑。
蚀刻和成形：在 １２５０Ｆ 以氯化铜作为铜的 蚀刻剂将铜箔蚀刻掉，之后在 １３００Ｆ ３％ 的碱 溶液中把光刻膜除去，要求蚀刻完成后能保持 平整光洁，无变色、脱层等现象发生见图 ３。
将液晶聚合物薄膜与铜箔复合后进行层压
图 5 液晶聚合物薄膜紫外光照射改性、
金属化过程示意图[3]
制作方法是采用 25μm 厚的液晶聚合物 薄膜(thickness: 25 μm, kuraray OC25)作为基 体，在上边用低压汞灯(a low pressure Hg lamp， KOTO Electric Co., LTD, KOGLQ-500ULS)照 射，光能量密度（The light power density）为 30mW/cm2，光源的波长峰值（the peak wavelength）为 253.7 nm[3]。之后将基材进行
吸湿膨胀系数（ＣＨＥ），微电子动力系统（ＭＥＭＳ）
致性液晶聚合物（TLCP）和压致性液晶聚合物
１ 引言
（PLCP）三大类。顾名思义，溶致性液晶聚合
近年来，在电子工业领域中大量的元器件
物的液晶态是在溶液中形成；热致性液晶聚合
应用于远距离通讯、计算机和国防等用途，为
物的液晶态是在熔体中或玻璃化温度以上形
有些还是确定加工设备和制造工艺的根据。 在这样的背景和趋势下，采用液晶聚合物
(LCP)树脂制成的薄膜作为介质基材，制作挠性 印制电路，因其性能优异正引起业界的高度关 注。
期才进入实用阶段。美国 Dartco 公司首先将 叫做“Xydar”的液晶聚合物投放市场；之后美 国、日本等数家公司也研制出液晶聚合物[2]。 由于液晶聚合物与其他聚合物相比,它拥有液 晶相所特有的分子取向序和位置序；与小分子
各国的重视。其产品被引入到各个高技术领域
液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状 态（此状态称为液晶态）的高分子物质[2]。液
的应用中，被誉为超级工程塑料。在上世纪末、 本世纪初用于挠性印制电路基材。
晶聚合物分为溶致性液晶聚合物（LLCP）、热
液晶聚合物，例如液晶芳香族聚酯，在液
－38－
覆铜板资讯－百度文库009 年第 5 期
了满足信号高速传输的需求，设备制造商和设
成；压致性液晶聚合物的液晶态是在压力下形
计者们在系统开始设计时，会精心选择元器件 和基材的品质、水平，并进行优化处理[1]；特 别是对于封装及互连用的基材，会更仔细和慎
成（此类液晶聚合物品种极少）。溶致性液晶 聚合物一般可用来生产纤维，而热致性液晶聚 合物则可用作注塑、挤出成型等。用于挠性印
编译者注：图中的“加成法孟乃合金”的原文为“ａｄｄｉｔｉｖｅ（ｍｏｎｅｌ）”，
其中的 “ｍｏｎｅｌ” 为高强度、高延性抗蚀合金。
从图中可以看到液晶聚合物基材的抗剥强 度接近流延涂敷法聚酰亚胺的水平。关于如何 提高液晶聚合物挠性印制电路基材的抗剥强 度，后面还将专门讨论。 3.2 液晶聚合物挠性印制电路基材的工艺性能 试验及结果
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．５．５．１
电
损 耗 因 数
０．００２（１～１０ＧＨｚ） ０．００２（１～１０ＧＨｚ）
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．５．５．１
性
表 面 电 阻
２．７×１０１３ Ω
２．７×１０１３ Ω
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．１７
能
体 积 电 阻 率
重的对待，例如对其介电常数、介质损耗、介
制电路（FPC）基材的是热致性液晶聚合物。
质厚度、导体宽度及厚度以及基材的尺寸稳定
热致性液晶聚合物是 1976 年美国
性、化学稳定性、吸湿性等许多参数，在设计 的开始阶段就进行充分论证并作优化处理；因 为这些参数往往不仅影响到最终系统的性能，
Eastman Kodak 公司首次发现聚酯改性对羟基 苯甲酸（PHB/PET）显示热致性液晶现象之后 才开始研究开发的，直到上世纪八十年代中后
４ 液晶聚合物挠性印制电路基材的制法 4.1 液晶聚合物树脂、薄膜以及覆上铜箔后层 压
分布在世界范围内的众多供应商可以提供 多种多样的液晶聚合物树脂，但大多是用作模 塑制品的；树脂的性能不同，产品的最终用途 也各异。用作液晶聚合物薄膜的树脂大都采用 挤出成膜技术，特别是挤出成型后的定向技术， 因树脂不同而各异，并且都受到专利的保护。
按照 ＵＬ 标准，这种新型基材的相对温度 指数（ＲＴＩ）为 ２４０℃，而最大使用温度（ＭＯＴ） 在 ２００℃以上；这就意味着液晶聚合物基材可 以在高温环境下应用。
与其他非极性有机基材一样，液晶聚合物 薄膜与导体金属的粘接性较低，几种基材的抗 剥强度比较如图 ２ 所示。
图 2 液晶聚合物基材的抗剥强度与其他几种基材比较
层压品结构：“辊－辊”工艺，７０ｍｍ 宽， ５０ 英尺长，２ 密尔厚的液晶聚合物薄膜，０．５ 盎 司的电解铜箔；拼板工艺，１２ 英寸×１８ 英寸， ２ 密尔厚的液晶聚合物薄膜，０．５ 盎司的电解 铜箔。
电路设计要点：线宽／间距分别为 １．５、２ 和 ３ 密尔。
制造过程设定：“辊－辊”工艺，采用 ７０ｍｍ 宽连续生产线；１２ 英寸×１８ 英寸拼板生产线。
项目
英 制 单 位
公 制 单 位
测 试 方 法
尺寸稳定性 最大值
＜０．１０％
＜０．１０％
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．２．４方法Ｂ
变化量
＜±０．０５％
＜±０．０５％
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．２．４方法Ｂ
抗 剥 强 度 机
拉脱强度 纵和横向 械
采用供应商 ＭＦｌｅｘ（Ａｎａｈｅｉｍ，ＣＡ）和 Ｍｏｕｎｄ Ｆｌｅｘｔｅｋ （Ｍｉａｍｉｓｂｕｒｇ，ＯＨ）提供的液晶 聚合物单面覆铜箔层压品，以现行的电路设计 大功率驱动头装配组件作为样品，其最小线条 为 １．５ 密尔（ｍｉｌ）；采用“辊－辊”工艺及拼 板工艺两种方法，在已有的设备上用传统的化 学试剂，进行了产品工艺试验；其主要环节及 结果如下。
２ 液晶聚合物的概念
量液晶相比,它又有高分子物的特性；这导致液 晶聚合物表现出优异的各向异性以及加工方便
液晶聚合物是上个世纪八十年代初期发展
和分子设计的灵活性；在热、电、机械、化学
起来的一种新型高性能工程塑料。其结构由刚
等多方面有着优良的综合性能，因而受到世界
性分子链构成，在一定物理条件下能呈现既有
２６０℃ 通过
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１３方法Ａ
能
导 热 性 能
０．３８ 英热单位／英尺·０Ｆ
０．５ Ｗ／ｍ ·０ｋ
Ｋｅｒｔｔｅｒｍ ＱＴＭ－Ｄ３
熔 化 温 度
５３６０Ｆ
２６０℃
ＤＳＣ
介 电 常 数
２．９（１～１０ＧＨｚ）
２．９（１～１０ＧＨｚ）
作为一种新型的挠性印制电路基材，液晶
系数很低，这些重要性能为其在挠性印制电路 领域中应用创造了有利的条件。采用不同的单 体，可制得不同性能、不同加工特性和不同价
聚合物薄膜与铜箔层压结合后得出覆铜箔产品 的主要性能如机械性能、热性能、电性能等， 见表 1 所示。
表 1 液晶聚合物挠性印制电路基材的主要性能
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１９
厚度变化公差
＜±１０％
＜±１０％
ＡＳＴＭ Ｄ－３６４
热
热膨胀系数，ＣＴＥ （ＴＭＡ法 ３０￣１５０℃）
——
１７ｐｐｍ／℃（ｘ，ｙ） １０５ｐｐｍ／℃（ｚ）
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．４１．３
性
耐 焊 性 能
５０００Ｆ 通过
·覆铜板、印制板技术·
晶状态下由于其大分子链的取向性，有异常规
格的液晶聚合物树脂。
整的纤维状态结构，显示出特殊性能，制品强 度很高，不亚于金属和陶瓷。拉伸强度和弯曲 模量甚至超过多种热塑性工程塑料。机械性能、 尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品 性、阻燃性、加工性良好，耐热性好，热膨胀
3 液晶聚合物挠性印制电路基材主要性能及 比较 3.1 液晶聚合物挠性印制电路基材的主要性能 及比较
２．１×１０１５Ω·英寸
５．３×１０１５Ω·ｃｍ
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．１７
介 电 强 度
４０００ Ｖ／密尔
１６００ ｋｖ／ｃｍ
ＡＳＴＭ Ｄ－１４９
环
耐化学性能
通 过
通 过
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．３．４．２
境 吸水性 ２４ 小时＠２３℃
图 4 液晶聚合物薄膜覆铜箔设备图
4.2 液晶聚合物薄膜表面的金属化 前面已经提到，液晶聚合物薄膜表面与金
属导体的粘接力很差，难以使沉积在液晶聚合 物表面的金属与之有好的抗剥强度。日本某高 技术研究中心（High-Tech Research Center）的 Takeharu Sugiyama 等研发人员，为满足在液 晶聚合物薄膜表面上制作精细印制电路的需 要，采用了以紫外光辐照，使液晶聚合物薄膜 表面改性的方法，提高粘接力达到电路设计的 要求[3]。
性能可靠性。液晶聚合物吸水性与其他两种介 质的比较,例如在 23℃ 处理 24 小时试样的
－39－
覆铜板资讯－2009 年第 5 期 吸水率如图 1 所示。
·覆铜板、印制板技术·
图 1 几种基材吸水性能比较
这种基材的热膨胀系数（ＣＴＥ）为 １７ｐｐｍ／ ℃，与铜箔一致，保持制品表面平整，使制造 挠性印制电路过程中的多项操作相对简单易 行；基材的尺寸稳定性很好，一般不大于 ０．０５％ ，即每英寸 ０．５ 密尔（ｍｉｌ，１ 密尔为千 分之一英寸），例如在 １２ 英寸×１８ 英寸的层 压品上，以 ６ 英寸的量具销孔测量，其变化量 仅为 ３ 密尔；而通常应用的聚酰亚胺薄膜指标 值则为 ０．１％，相应的变化量为 ６ 密尔。液晶 聚合物基材的吸湿膨胀系数（ＣＨＥ）也很低， 只有 ４ｐｐｍ／每单位相对湿度之体积百分数变 化；这对于提高所制成产品的可靠性能非常有 利。
覆铜板资讯－2009 年第 5 期
·覆铜板、印制板技术·
液晶聚合物——新一代高性能 ＦＰＣ 基材
张洪文 编译
摘要 ：本文综述了新一代高性能 ＦＰＣ 基材——液晶聚合物挠性印制电路基材的性能、制法及用途。
关键词 ：液晶聚合物（ＬＣＰ），挠性印制电路（ＦＰＣ），介电常数（Ｄｋ），介质损耗（Ｄｆ），热膨胀系数（ＣＴＥ），
拉伸强度 纵向 性
横向 能
拉伸模量 纵向 横向
６磅／每英寸 ３．１磅
１７．５ ｋｐｓｉ ２１．１ ｋｐｓｉ ３５０ ｋｐｓｉ ３９５ ｋｐｓｉ
１．１ｋｇ／ｃｍ １．４ ｋｇ １０ＭＰａ １２ＭＰａ ２．４ ＧＰａ ２．７ ＧＰａ
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１６ ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１９
图 3 蚀刻后得出线路试样的截面照片
全部工艺试验过程的结果：始终幅面保持 平整，所有工艺环节都控制良好，无裂痕、凹 坑，无侧蚀和脱层现象。
由上述结果可见，液晶聚合物挠性印制电 路基材完全可以应用原来的工艺装备，采用传 统的化学原料制造出所要求的挠性印制电路产 品来。
采用的设备如图 ４ 所示
预清洗：硫酸／氢氟酸溶液，在 ９５０Ｆ±５０Ｆ 喷淋；要求无肉眼可见疵点。
光刻膜：拼板工艺，涂敷 ０。６ 密尔厚的 光刻膜，并在 １３０℃干燥；“辊－辊”工艺， 用 １．５ 密尔厚的光刻干膜在 ２４００Ｆ 碾压在铜
－40－
覆铜板资讯－2009 年第 5 期
·覆铜板、印制板技术·
箔面上，要求层压平整、光滑无褶皱。 印刷 ：采用通用的曝光工具将线路图形印
这种新型基材的另一个特点是有利于控制 产品的特性阻抗。由于特性阻抗正比于介质的 厚度，而反比于介电常数的平方；所以薄而且 厚度均匀的液晶聚合物薄膜介质，再加上有低 而且稳定的介电常数（Ｄｋ），能将特性阻抗控 制在 ４０Ω～６０Ω的范围内。当然，特性阻抗还 反比于导体线条的宽度，这就需要精确地设计 和制造过程中准确地蚀刻。因此液晶聚合物基 材非常适合于在需要精确控制特性阻抗的高速 数据传输的电路或元器件中应用。
０．０４％
０．０４％
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．６．２
特 吸湿膨胀性 ＣＨＥ
４ｐｐｍ／％ ｖｏｌ ｐｒｈ
４ｐｐｍ／％ ｖｏｌ ｐｒｈ
＠６０ ℃
性
燃 烧 性
ＶＴＭ－０
ＶＴＭ－０
ＵＬ－９４
从表 1 中可以看到,这种基材吸水率非常 低，只有 0.04%，有利于提高所制成元器件的
８８０Ｆ±５０Ｆ 喷淋，之后接着在室温下干燥；“辊 －辊”工艺，采用 ２％ 的碳酸钠水溶液，８５０Ｆ、 线速度为 ５ 英尺／分钟的连续浴，之后在 １４００Ｆ 干燥，工序完成后整辊要平整光滑。
蚀刻和成形：在 １２５０Ｆ 以氯化铜作为铜的 蚀刻剂将铜箔蚀刻掉，之后在 １３００Ｆ ３％ 的碱 溶液中把光刻膜除去，要求蚀刻完成后能保持 平整光洁，无变色、脱层等现象发生见图 ３。
将液晶聚合物薄膜与铜箔复合后进行层压
图 5 液晶聚合物薄膜紫外光照射改性、
金属化过程示意图[3]
制作方法是采用 25μm 厚的液晶聚合物 薄膜(thickness: 25 μm, kuraray OC25)作为基 体，在上边用低压汞灯(a low pressure Hg lamp， KOTO Electric Co., LTD, KOGLQ-500ULS)照 射，光能量密度（The light power density）为 30mW/cm2，光源的波长峰值（the peak wavelength）为 253.7 nm[3]。之后将基材进行
吸湿膨胀系数（ＣＨＥ），微电子动力系统（ＭＥＭＳ）
致性液晶聚合物（TLCP）和压致性液晶聚合物
１ 引言
（PLCP）三大类。顾名思义，溶致性液晶聚合
近年来，在电子工业领域中大量的元器件
物的液晶态是在溶液中形成；热致性液晶聚合
应用于远距离通讯、计算机和国防等用途，为
物的液晶态是在熔体中或玻璃化温度以上形
有些还是确定加工设备和制造工艺的根据。 在这样的背景和趋势下，采用液晶聚合物
(LCP)树脂制成的薄膜作为介质基材，制作挠性 印制电路，因其性能优异正引起业界的高度关 注。
期才进入实用阶段。美国 Dartco 公司首先将 叫做“Xydar”的液晶聚合物投放市场；之后美 国、日本等数家公司也研制出液晶聚合物[2]。 由于液晶聚合物与其他聚合物相比,它拥有液 晶相所特有的分子取向序和位置序；与小分子
各国的重视。其产品被引入到各个高技术领域
液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状 态（此状态称为液晶态）的高分子物质[2]。液
的应用中，被誉为超级工程塑料。在上世纪末、 本世纪初用于挠性印制电路基材。
晶聚合物分为溶致性液晶聚合物（LLCP）、热
液晶聚合物，例如液晶芳香族聚酯，在液
－38－
覆铜板资讯－百度文库009 年第 5 期
了满足信号高速传输的需求，设备制造商和设
成；压致性液晶聚合物的液晶态是在压力下形
计者们在系统开始设计时，会精心选择元器件 和基材的品质、水平，并进行优化处理[1]；特 别是对于封装及互连用的基材，会更仔细和慎
成（此类液晶聚合物品种极少）。溶致性液晶 聚合物一般可用来生产纤维，而热致性液晶聚 合物则可用作注塑、挤出成型等。用于挠性印
编译者注：图中的“加成法孟乃合金”的原文为“ａｄｄｉｔｉｖｅ（ｍｏｎｅｌ）”，
其中的 “ｍｏｎｅｌ” 为高强度、高延性抗蚀合金。
从图中可以看到液晶聚合物基材的抗剥强 度接近流延涂敷法聚酰亚胺的水平。关于如何 提高液晶聚合物挠性印制电路基材的抗剥强 度，后面还将专门讨论。 3.2 液晶聚合物挠性印制电路基材的工艺性能 试验及结果
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．５．５．１
电
损 耗 因 数
０．００２（１～１０ＧＨｚ） ０．００２（１～１０ＧＨｚ）
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．５．５．１
性
表 面 电 阻
２．７×１０１３ Ω
２．７×１０１３ Ω
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．１７
能
体 积 电 阻 率
重的对待，例如对其介电常数、介质损耗、介
制电路（FPC）基材的是热致性液晶聚合物。
质厚度、导体宽度及厚度以及基材的尺寸稳定
热致性液晶聚合物是 1976 年美国
性、化学稳定性、吸湿性等许多参数，在设计 的开始阶段就进行充分论证并作优化处理；因 为这些参数往往不仅影响到最终系统的性能，
Eastman Kodak 公司首次发现聚酯改性对羟基 苯甲酸（PHB/PET）显示热致性液晶现象之后 才开始研究开发的，直到上世纪八十年代中后
４ 液晶聚合物挠性印制电路基材的制法 4.1 液晶聚合物树脂、薄膜以及覆上铜箔后层 压
分布在世界范围内的众多供应商可以提供 多种多样的液晶聚合物树脂，但大多是用作模 塑制品的；树脂的性能不同，产品的最终用途 也各异。用作液晶聚合物薄膜的树脂大都采用 挤出成膜技术，特别是挤出成型后的定向技术， 因树脂不同而各异，并且都受到专利的保护。
按照 ＵＬ 标准，这种新型基材的相对温度 指数（ＲＴＩ）为 ２４０℃，而最大使用温度（ＭＯＴ） 在 ２００℃以上；这就意味着液晶聚合物基材可 以在高温环境下应用。
与其他非极性有机基材一样，液晶聚合物 薄膜与导体金属的粘接性较低，几种基材的抗 剥强度比较如图 ２ 所示。
图 2 液晶聚合物基材的抗剥强度与其他几种基材比较
层压品结构：“辊－辊”工艺，７０ｍｍ 宽， ５０ 英尺长，２ 密尔厚的液晶聚合物薄膜，０．５ 盎 司的电解铜箔；拼板工艺，１２ 英寸×１８ 英寸， ２ 密尔厚的液晶聚合物薄膜，０．５ 盎司的电解 铜箔。
电路设计要点：线宽／间距分别为 １．５、２ 和 ３ 密尔。
制造过程设定：“辊－辊”工艺，采用 ７０ｍｍ 宽连续生产线；１２ 英寸×１８ 英寸拼板生产线。
项目
英 制 单 位
公 制 单 位
测 试 方 法
尺寸稳定性 最大值
＜０．１０％
＜０．１０％
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．２．４方法Ｂ
变化量
＜±０．０５％
＜±０．０５％
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．２．４方法Ｂ
抗 剥 强 度 机
拉脱强度 纵和横向 械
采用供应商 ＭＦｌｅｘ（Ａｎａｈｅｉｍ，ＣＡ）和 Ｍｏｕｎｄ Ｆｌｅｘｔｅｋ （Ｍｉａｍｉｓｂｕｒｇ，ＯＨ）提供的液晶 聚合物单面覆铜箔层压品，以现行的电路设计 大功率驱动头装配组件作为样品，其最小线条 为 １．５ 密尔（ｍｉｌ）；采用“辊－辊”工艺及拼 板工艺两种方法，在已有的设备上用传统的化 学试剂，进行了产品工艺试验；其主要环节及 结果如下。
２ 液晶聚合物的概念
量液晶相比,它又有高分子物的特性；这导致液 晶聚合物表现出优异的各向异性以及加工方便
液晶聚合物是上个世纪八十年代初期发展
和分子设计的灵活性；在热、电、机械、化学
起来的一种新型高性能工程塑料。其结构由刚
等多方面有着优良的综合性能，因而受到世界
性分子链构成，在一定物理条件下能呈现既有
２６０℃ 通过
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１３方法Ａ
能
导 热 性 能
０．３８ 英热单位／英尺·０Ｆ
０．５ Ｗ／ｍ ·０ｋ
Ｋｅｒｔｔｅｒｍ ＱＴＭ－Ｄ３
熔 化 温 度
５３６０Ｆ
２６０℃
ＤＳＣ
介 电 常 数
２．９（１～１０ＧＨｚ）
２．９（１～１０ＧＨｚ）
作为一种新型的挠性印制电路基材，液晶
系数很低，这些重要性能为其在挠性印制电路 领域中应用创造了有利的条件。采用不同的单 体，可制得不同性能、不同加工特性和不同价
聚合物薄膜与铜箔层压结合后得出覆铜箔产品 的主要性能如机械性能、热性能、电性能等， 见表 1 所示。
表 1 液晶聚合物挠性印制电路基材的主要性能
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１９
厚度变化公差
＜±１０％
＜±１０％
ＡＳＴＭ Ｄ－３６４
热
热膨胀系数，ＣＴＥ （ＴＭＡ法 ３０￣１５０℃）
——
１７ｐｐｍ／℃（ｘ，ｙ） １０５ｐｐｍ／℃（ｚ）
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．４１．３
性
耐 焊 性 能
５０００Ｆ 通过
·覆铜板、印制板技术·
晶状态下由于其大分子链的取向性，有异常规
格的液晶聚合物树脂。
整的纤维状态结构，显示出特殊性能，制品强 度很高，不亚于金属和陶瓷。拉伸强度和弯曲 模量甚至超过多种热塑性工程塑料。机械性能、 尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品 性、阻燃性、加工性良好，耐热性好，热膨胀
3 液晶聚合物挠性印制电路基材主要性能及 比较 3.1 液晶聚合物挠性印制电路基材的主要性能 及比较
２．１×１０１５Ω·英寸
５．３×１０１５Ω·ｃｍ
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．５．１７
介 电 强 度
４０００ Ｖ／密尔
１６００ ｋｖ／ｃｍ
ＡＳＴＭ Ｄ－１４９
环
耐化学性能
通 过
通 过
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．３．４．２
境 吸水性 ２４ 小时＠２３℃
图 4 液晶聚合物薄膜覆铜箔设备图
4.2 液晶聚合物薄膜表面的金属化 前面已经提到，液晶聚合物薄膜表面与金
属导体的粘接力很差，难以使沉积在液晶聚合 物表面的金属与之有好的抗剥强度。日本某高 技术研究中心（High-Tech Research Center）的 Takeharu Sugiyama 等研发人员，为满足在液 晶聚合物薄膜表面上制作精细印制电路的需 要，采用了以紫外光辐照，使液晶聚合物薄膜 表面改性的方法，提高粘接力达到电路设计的 要求[3]。
性能可靠性。液晶聚合物吸水性与其他两种介 质的比较,例如在 23℃ 处理 24 小时试样的
－39－
覆铜板资讯－2009 年第 5 期 吸水率如图 1 所示。
·覆铜板、印制板技术·
图 1 几种基材吸水性能比较
这种基材的热膨胀系数（ＣＴＥ）为 １７ｐｐｍ／ ℃，与铜箔一致，保持制品表面平整，使制造 挠性印制电路过程中的多项操作相对简单易 行；基材的尺寸稳定性很好，一般不大于 ０．０５％ ，即每英寸 ０．５ 密尔（ｍｉｌ，１ 密尔为千 分之一英寸），例如在 １２ 英寸×１８ 英寸的层 压品上，以 ６ 英寸的量具销孔测量，其变化量 仅为 ３ 密尔；而通常应用的聚酰亚胺薄膜指标 值则为 ０．１％，相应的变化量为 ６ 密尔。液晶 聚合物基材的吸湿膨胀系数（ＣＨＥ）也很低， 只有 ４ｐｐｍ／每单位相对湿度之体积百分数变 化；这对于提高所制成产品的可靠性能非常有 利。
覆铜板资讯－2009 年第 5 期
·覆铜板、印制板技术·
液晶聚合物——新一代高性能 ＦＰＣ 基材
张洪文 编译
摘要 ：本文综述了新一代高性能 ＦＰＣ 基材——液晶聚合物挠性印制电路基材的性能、制法及用途。
关键词 ：液晶聚合物（ＬＣＰ），挠性印制电路（ＦＰＣ），介电常数（Ｄｋ），介质损耗（Ｄｆ），热膨胀系数（ＣＴＥ），
拉伸强度 纵向 性
横向 能
拉伸模量 纵向 横向
６磅／每英寸 ３．１磅
１７．５ ｋｐｓｉ ２１．１ ｋｐｓｉ ３５０ ｋｐｓｉ ３９５ ｋｐｓｉ
１．１ｋｇ／ｃｍ １．４ ｋｇ １０ＭＰａ １２ＭＰａ ２．４ ＧＰａ ２．７ ＧＰａ
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１６ ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．４．１９
图 3 蚀刻后得出线路试样的截面照片
全部工艺试验过程的结果：始终幅面保持 平整，所有工艺环节都控制良好，无裂痕、凹 坑，无侧蚀和脱层现象。
由上述结果可见，液晶聚合物挠性印制电 路基材完全可以应用原来的工艺装备，采用传 统的化学原料制造出所要求的挠性印制电路产 品来。
采用的设备如图 ４ 所示
预清洗：硫酸／氢氟酸溶液，在 ９５０Ｆ±５０Ｆ 喷淋；要求无肉眼可见疵点。
光刻膜：拼板工艺，涂敷 ０。６ 密尔厚的 光刻膜，并在 １３０℃干燥；“辊－辊”工艺， 用 １．５ 密尔厚的光刻干膜在 ２４００Ｆ 碾压在铜
－40－
覆铜板资讯－2009 年第 5 期
·覆铜板、印制板技术·
箔面上，要求层压平整、光滑无褶皱。 印刷 ：采用通用的曝光工具将线路图形印
这种新型基材的另一个特点是有利于控制 产品的特性阻抗。由于特性阻抗正比于介质的 厚度，而反比于介电常数的平方；所以薄而且 厚度均匀的液晶聚合物薄膜介质，再加上有低 而且稳定的介电常数（Ｄｋ），能将特性阻抗控 制在 ４０Ω～６０Ω的范围内。当然，特性阻抗还 反比于导体线条的宽度，这就需要精确地设计 和制造过程中准确地蚀刻。因此液晶聚合物基 材非常适合于在需要精确控制特性阻抗的高速 数据传输的电路或元器件中应用。
０．０４％
０．０４％
ＩＰＣ－ＴＭ－６５０ ２．６．２
特 吸湿膨胀性 ＣＨＥ
４ｐｐｍ／％ ｖｏｌ ｐｒｈ
４ｐｐｍ／％ ｖｏｌ ｐｒｈ
＠６０ ℃
性
燃 烧 性
ＶＴＭ－０
ＶＴＭ－０
ＵＬ－９４
从表 1 中可以看到,这种基材吸水率非常 低，只有 0.04%，有利于提高所制成元器件的