5G時(shí)代的柔性電路板(FPC)材料與應(yīng)用挑戰(zhàn)
柔性電路板(FPC) 是以撓性覆銅板FCCL 為基礎(chǔ)而制作成的一種特殊印制電路板,具備重量輕、厚度薄、體積小、可折疊、線(xiàn)路密度高等優(yōu)勢(shì)。FPC作為新型消費(fèi)電子產(chǎn)品連接電子元器件的關(guān)鍵材料,過(guò)去的主要考慮因素是在使用時(shí)節(jié)省空間,符合消費(fèi)電子產(chǎn)品向多功能、小型化、便攜化發(fā)展的趨勢(shì),為復(fù)雜電子設(shè)計(jì)提供了靈活可靠的解決方案,被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、汽車(chē)電子、現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備、工控設(shè)備等電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
柔性電路板(FPC) 是以撓性覆銅板FCCL 為基礎(chǔ)而制作成的一種特殊印制電路板,具備重量輕、厚度薄、體積小、可折疊、線(xiàn)路密度高等優(yōu)勢(shì)。FPC作為新型消費(fèi)電子產(chǎn)品連接電子元器件的關(guān)鍵材料,過(guò)去的主要考慮因素是在使用時(shí)節(jié)省空間,符合消費(fèi)電子產(chǎn)品向多功能、小型化、便攜化發(fā)展的趨勢(shì),為復(fù)雜電子設(shè)計(jì)提供了靈活可靠的解決方案,被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、汽車(chē)電子、現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備、工控設(shè)備等電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
5G 信號(hào)高速傳輸由低頻向高頻發(fā)展, 材料為致勝關(guān)鍵
FPC廠(chǎng)講隨著5G通信和傳輸技術(shù)的高速演進(jìn),對(duì)于傳輸通道之一的FPC要求日益提高。為了能夠在不產(chǎn)生損耗的前提下進(jìn)行高頻率信號(hào)傳輸,高速和大容量數(shù)據(jù)傳輸尤其是對(duì)于天線(xiàn)、模塊和電路來(lái)說(shuō)已成為關(guān)鍵性能?,F(xiàn)時(shí)大部分高速傳輸FPC采用低介電常數(shù)液晶聚合物(LCP)作為基材。然而市場(chǎng)中的LCP供應(yīng)量有限,已成為制造高速傳輸FPC的瓶頸。此外,LCP因材質(zhì)與普通FPC的基材PI不同,工藝難度較高,存在生產(chǎn)效率和良率下降的問(wèn)題。為此,在6GHz以下信號(hào)高速傳輸中,F(xiàn)PC的基材已開(kāi)始采用改性聚酰亞胺(Modified PI; M-PI)替代LCP,且已被用于智能手機(jī)的天線(xiàn)連接等領(lǐng)域。但對(duì)于6GHz以上的高速傳輸FPC,目前尚未找到合適的材料替代方案。
NAMI開(kāi)發(fā)的N-FLEX-FPC基材在不同頻率范圍 (如5GHz,10GHz,28GHz和40GHz 等)下,均有穩(wěn)定的介電常數(shù)(Dk)和損耗因子(Df)。同時(shí),該產(chǎn)品可在180℃下進(jìn)行熱壓,因此可以使用傳統(tǒng)FPC產(chǎn)品的制造設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。
新材料結(jié)構(gòu)解決成本問(wèn)題并創(chuàng)造超低介電常數(shù)設(shè)計(jì)
NAMI開(kāi)發(fā)了一種低成本、高性能的介電基材。N-FLEX-FPC的技術(shù)突破主要基于以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):
1.改性低成本聚合物結(jié)構(gòu)以增加分子剛性并提高熱穩(wěn)定性常見(jiàn)的聚合物如聚烯烴,雖具有較低的介電常數(shù)(2.0-5.0)和介電損耗(0.001-0.003),但熔點(diǎn)相對(duì)較低(<150℃),這限制了材料在操作過(guò)程中的可加工性和穩(wěn)定性。通過(guò)聚合物的環(huán)化和交聯(lián)反應(yīng)可以提高其熱穩(wěn)定性,進(jìn)一步提高常規(guī)聚合物的加工能力,線(xiàn)性聚合物鏈因此可以轉(zhuǎn)化為剛性、非極化的環(huán)狀結(jié)構(gòu),從而進(jìn)一步降低其介電常數(shù)。2.開(kāi)發(fā)高度多孔結(jié)構(gòu)以降低介電常數(shù)空氣的介電常數(shù)為1.0,賦予聚合物多孔結(jié)構(gòu)已被證明是降低介電常數(shù)的有效方法。通過(guò)電紡技術(shù),聚合物可以被紡成一種孔隙率高達(dá)80%纖維薄膜, 從而降低材料的介電常數(shù)。3.注入低損耗材料以增強(qiáng)纖維穩(wěn)定性并降低介電損耗雖然電紡技術(shù)可以產(chǎn)生高度多孔的結(jié)構(gòu),然而纖維之間并不相互連接,蓬松的纖維層會(huì)影響復(fù)合材料的穩(wěn)定性和性能。NAMI利用創(chuàng)新技術(shù),在孔隙中注入低損耗材料,增強(qiáng)纖維結(jié)構(gòu),同時(shí)降低介電損耗。4.應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)FPC制程以降低制造成本這種新開(kāi)發(fā)的銅層壓板可以經(jīng)受住常規(guī)的FPC制程,例如使用光刻、化學(xué)蝕刻、剝離光阻膜、加工孔洞、制作連通孔、無(wú)電鍍銅和電解銅等工藝進(jìn)行銅圖案化處理, 因此制造成本相對(duì)可控。為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,F(xiàn)PC 企業(yè)逐漸調(diào)整和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,卷對(duì)卷 FPC 生產(chǎn)工藝和加成法 FPC 線(xiàn)路制備工藝成為行業(yè)主流。電氣性能、信號(hào)傳輸?shù)乃p,都是大家關(guān)心的問(wèn)題。影響傳輸衰減有兩個(gè)跟材料相關(guān)的因素:一個(gè)是介電常數(shù),另一個(gè)是材料的介電損耗。NAMI N-FLEX-FPC介電常數(shù)可達(dá)到2.1,介電損耗為0.002,并且和低粗糙度銅箔具有良好的結(jié)合力,銅的損耗和介電的損耗都很低,因此NAMI N-FLEX-FPC能實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體上比較低的傳輸損耗,優(yōu)異的低損耗性能可以減少高速高頻信號(hào)傳輸?shù)乃p。
據(jù)汽車(chē)柔性電路板廠(chǎng)了解隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G、駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和生成式人工智能(Gen-AI)的普及,信息量不斷增加,數(shù)據(jù)通信需要高速和高頻傳輸。NAMI的N-FLEX FPC可以在各個(gè)領(lǐng)域提高傳輸性能和用戶(hù)體驗(yàn),包括:i)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備和通信設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸;ii)通過(guò)提供必要的信號(hào)完整性和更緊湊的形狀因子來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最小化;iii)為高頻率、射頻(RF)和微波電路,提供更寬的帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;iv)材料的穩(wěn)定性可以提高器件的可靠性;v)材料的傳輸穩(wěn)定性使其在汽車(chē)電子和航空航天設(shè)備等領(lǐng)域創(chuàng)造新的應(yīng)用機(jī)會(huì)。此外,高速和高頻FPC預(yù)計(jì)在6G技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。在THz頻率下,F(xiàn)PC將在電子學(xué)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,特別是對(duì)于天線(xiàn)封裝(AiP)和低功耗設(shè)計(jì)。
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層 數(shù):4
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材 料:雙面無(wú)膠電解材料
銅 厚:1/2 OZ
特 點(diǎn):產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)100%燒錄測(cè)試
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材料:雙面無(wú)膠電解
銅厚:1/3 OZ
最小線(xiàn)寬/線(xiàn)距:0.06mm/0.06mm
表面處理:沉金3微英寸
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