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撓性印制電路板用基板材料的發展歷程

點擊次數:682    發布日期:2015-10-26   本文鏈接:http://www.miribilla.net/news/531.html

      撓性印制電路板(FPC)用基板材料在2004 年又有了令人矚目的新進展,它成為2004 年內世界PCB基板材料制造業中*熱門的話題。FPC 用基板材料包括絕緣基膜材料、導體材料、撓性覆銅板、覆蓋膜材料、樹脂膠粘劑材料等。

      1953 年英國ICI 公司首先將聚酯薄膜(PET)實現了工業化的生產。1953年,美國開始研制以聚酯薄膜為基膜材料的FPC。1960 年,V. Dahlgreen 發明在熱塑性薄膜上粘接金屬箔制成電路圖形的FPC 制造技術。1969年,荷蘭菲利浦公司開發成功聚酰亞胺薄膜作為基材的FPC 用基板材料。70 年代初美國PCB業首先將FPC 生產實現工業化,并主要在軍工電子產品中得到應用。

      1959 年美國杜邦公司(DuPont)開始進行多項性能(包括耐熱性)提高的聚酰亞胺樹脂的開發。1965年該公司在它的Cireleville工廠生產出的聚酰亞胺(PI)薄膜,并在20 世紀70年代初將它在全世界率先實現商品化。這種可作為FPC 絕緣基膜用的PI 薄膜的商品名為“Kapton”( 日文:カプトン)。 杜邦公司在全世界首創的這種均苯型聚酰亞胺薄膜基材,在很長一段時期內(到80 年代的中后期)一直獨霸于FCCL 所用薄膜基材的市場。
杜邦聚酰亞胺薄膜
      1984年,日本鐘淵化學公司獨自開發出主要用于FCCL 和PFC 制造的聚酰亞胺薄膜產品,其商品名為“Apical” (日文:ァピカル)。80 年代末,荷蘭阿克蘇公司在世界上率先研發出二層型FCCL(又稱為無膠粘劑型FCCL),但當時并未得到重視與廣泛應用,也使二層型FPC 的制造技術未得到迅速的普及。至90 年代后期,由于高速發展的攜帶型電子產品對高密度FPC 及剛—撓性印制電路板的需求越來越增大,用二層型FCCL 工業化制造二層型FPC 才開始真正興起。
進入90 年代,世界上開發出與高密度電路相對應的感光性覆蓋膜,使得FPC 在設計方面有了較大的轉變。由于FPC 新應用領域的開辟(如TAB、COB用基板),它的產品形態也發生了不小的變化。20 世紀90 年代后期,日本宇部興產公司也開發出FCCL 用PI 薄膜產品,其商品名為“UPILEX”( 日文:ユ-ピレックス)。這使90年代末興起的世界FCCL用聚酰亞胺薄膜市場,形成了由DuPont、鐘淵化學、宇部興產三家生產廠 “三分天下”的局面。另外,作為FPC 產品的分支產品—— TAB(tape-automatedbonding)所用的PI 薄膜基材的市場,幾乎全部被宇部興產公司壟斷。

      90 年代后半期,興起的高密度FPC 開始進入規?;墓I生產階段。它給FPC 用基板材料性能提出了更高的要求。不少具有高尺寸穩定性、低吸濕性、高耐藥性、高耐熱性、高撓曲性等的FCCL 新品種開發成功并進入市場。與此同步獲得進展的是用于FCCL的具有高性能聚酰亞胺基膜的品種Kapton E(杜邦公司產)、Apical NP 及Apical HP( 鐘淵化學公司產)、UPILEX-S(宇部興產公司產)等也紛紛上市。

      21 世紀初二層型FCCL 得到新發展。日本廠家在與美歐廠家的二層型FCCL 的市場競爭中占據優勢。日本新日鐵化學公司成為二層型FCCL 產品占有相當大比例世界市場的廠家。

      2002 年起,在亞洲的FPC 市場迅速上升的形勢下,二層型FPC 有了應用領域的新開拓。由于二層型FPC 生產量、市場需求量都得到快速地增加,這使得二層型FCCL 產品需求量不斷的擴大。在這種態勢下,2004 年上半年更多廠家所開發的二層型FCCL 產品開始步入商品化。

      早在20 世紀80 年代初,由美國率先開發成功多層剛—撓性PCB(rigid-flex printed circuit board,簡稱R-FPC)產品。但在之后20 年左右的時間內,這種PCB 產品只局限于有高可靠性、高功能性要求的航空航天、軍工領域的電子產品中應用。在21 世紀初的幾年中,以日本為主的具有先進技術的FPC 廠家,將這種多層剛—撓性PCB 產品的制造工藝,進行了改造、創新,在低成本方面邁進了一大步,從而打破了其應用領域的傳統框框,開拓了它的新應用領域——民用電子信息產品(移動電話、數碼照相機、數碼攝像機、筆記本電腦等)。在FPC 發展史中的這一創新與進步,對于FPC 用基板材料的性能提高、市場擴大等都是一個大的推動。

      進入21 世紀,一批新型絕緣基膜及其用于制造的FCCL 新型基材,在FPC 制造中得到初步的應用。這些除PI 薄膜以外的、用于FCCL 制作的新型絕緣基膜有:用聚醚醚酮(PEEK)等熱塑性樹脂制出的液晶聚合物(LCP)類薄膜基材(日本Denso 公司與三菱樹脂公司合作生產、新日鐵化學公司與日本クラレ公司共同開發及生產、美國Rochas 公司生產等)、超低介電常數性的多孔質聚酰亞胺薄膜基材(日東電工公司產)、PEN 薄膜基材(日本帝人杜邦公司開發并生產)、卷狀型RF-4 覆銅箔薄片(厚度50mm 以下,東芝化學、住友電木、松下電工、利昌工業等公司產)、低流動或不流動的極薄玻纖布基作為增強的FR-4 半固化片、 厚度僅為35mm 的芳酰胺纖維極薄基材(新神戶電機公司等產)等。

      2001 年,整個世界PCB 行業遭到了IT 業不景氣的惡劣影響。在剛性覆銅板市場嚴重蕭條的情況下,FCCL 產量卻在近幾年出現連續的快增長。2003 年世界FPC 占整個PCB 銷售額的13%,比2003 年增長了47%。剛—撓性PCB 占2%。兩類撓性印制電路板的總計銷售額為60.54 億元(美元),占世界PCB整個銷售額的17.55% 。
 


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