CN111726938B - 一种fccl挠性覆铜板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种FCCL挠性覆铜板，包括基材层和在基材层的单面或者双面利用金属冷喷工艺沉积的一层金属层即冷喷金属沉积层；其制造方法，包括如下步骤：①选择热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜材料作为基材层；②对待冷喷的金属粉体进行处理：步骤一，对球形的金属粉体行退火处理；步骤二，将金属粉体和熔融态的热缩系数明显大于金属粉体的塑料按照分子量摩尔比：金属粉1：塑料2以上的比例，混合均匀，然后加热到熔融态之后快速冷却，步骤三，用溶剂融掉塑料，反复用水将金属粉体洗干净后烘干；③利用金属冷喷工艺在基材层的一面或者两面沉积一层冷喷金属沉积层，制成FCCL挠性覆铜板。该FCCL挠性覆铜板制造工艺简单且性能优越。

Description

一种FCCL挠性覆铜板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种FCCL挠性覆铜板及其制造方法，特别涉及一种基于金属冷喷工艺的FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板及其制造方法。

背景技术

FCCL挠性覆铜板是FPC行业的主要原材料，FPC是指柔性印刷电路板。随着电子产品的飞速发展，传统的硬质电路板已经无法满足行业发展的需求，柔性印刷电路板以其轻薄、加工方便效率高、可弯折等优势脱颖而出，经过30多年的发展，已经完全成熟，市场非常巨大，中国目前是FPC柔性印刷电路板最大的生产国。所有FPC行业基本上都是以 FCCL挠性覆铜板为主要材料，挠性覆铜板是行业总称，泛指柔性塑料基材与金属复合的产品，其中塑料基材包括PI（聚酰亚胺）、PET、PP等种类；金属可以是铜箔、铝箔、银铜合金，甚至金箔等，由于其制成工艺基本都是卷状金属箔与塑料基材之间通过胶复合制成，或者热塑型塑料与金属箔在高温下直接无胶热压复合制成，金属箔一般都采用铜箔，因此称为挠性覆铜板，其中挠性是指柔性可弯折的意思，“铜板”泛指金属箔。而聚酰亚胺挠性覆铜板又以其优越的介电性能、耐高温性、优于其他塑料的传热性等优点，成为众多种类挠性覆铜板中的佼佼者和应用最为广泛的材料。传统的FCCL聚酰亚胺挠性覆铜板有两种：

一种是有胶的聚酰亚胺挠性覆铜板，由聚酰亚胺薄膜与铜箔或者其他金属箔之间通过胶复合制成。这种工艺比较简单，但是由于聚酰亚胺与金属箔之间有胶，产生了两个较为严重的问题，一来是胶的耐温性不高，使用寿命也不长，降低了整个产品的使用价值和寿命，聚酰亚胺可以耐250℃至300℃长期使用，而胶类是达不到这种长期使用温度的，而且胶类比较容易氧化而失去粘结功能，时间久了会脱胶，使用寿命大大降低；一般这类产品用于比较低端的产品上、定期更换的产品上或者本身不需要长时间使用的产品上。

另一种是无胶聚酰亚胺挠性覆铜板，这种产品主要通过三种工艺制成：一是以铜箔为基材，在铜箔上通过涂布或流延工艺，将聚合反应好未亚胺化的聚酰亚胺溶液挂涂或流延后刮涂在铜箔上，经100℃左右烘干溶剂，再进行200℃以上亚胺化制成；如果需要双面挠性覆铜板，就在铜箔的另一面再经过一遍相同的工艺制成。这种工艺的缺点是，由于聚酰亚胺的配方种类较多，亚胺化时尺寸缩聚比较大，工艺比较难控制，一般只有如杜邦等国际知名公司掌握配方和技术；另外，这种工艺成型的聚酰亚胺直接在铜箔上制成并于铜箔自然复合，没有经过双向拉伸，所以其自身的耐温性、介电性能等都不好；二是，在热固性双向拉伸的聚酰亚胺薄膜的一面或者两面流延上一层较薄的热塑性聚酰亚胺，该流延层与基材聚酰亚胺属于类似性质，结合牢度较好；再利用热塑性聚酰亚胺高温下发软呈现黏性的特点，在200℃-400℃条件下通过热压辊与金属箔复合制成。该工艺制成的产品，由于热塑性的聚酰亚胺没有经过双向拉伸，其与热固性的聚酰亚胺性能还是不能比，比如耐温性等，即此种损失了热固性聚酰亚胺的一些优点，使用也受到了一定的局限。这种工艺是目前高端FCCL聚酰亚胺挠性覆铜板主要采用的工艺，如山东金鼎电子材料有限公司等就采用这种工艺。这种工艺还有一个缺陷就是，材料倚赖进口：一般聚酰亚胺原材料采用美国杜邦和日本KANAKA品牌，甚至铜箔都必需采用日本大金公司特殊型号的铜箔，否则复合效果不好，所以这种工艺存在成本高、原材料受牵制的缺点。三是，直接采用热塑性聚酰亚胺与金属箔高温热压复合制成。但是这种工艺和上述第一种工艺的缺陷是一样的，因为热塑性聚酰亚胺的性能不如与双向拉伸的热固性聚酰亚胺。这种产品剔除了有胶复合挠性覆铜板的胶的缺陷，但自身也存在较大的不足，因此应用也受到了较大的局限。一般用于需要无胶复合、耐高温和介电性能要求不高的产品上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制造工艺简单且产品性能优越的FCCL挠性覆铜板及其制造方法。

实现本发明目的的技术方案之一是提供一种FCCL挠性覆铜板，包括基材层和在基材层的单面或者双面利用金属冷喷工艺沉积的一层金属层即冷喷金属沉积层；基材层采用厚度为10um-100um的热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜为基材，冷喷金属沉积层的厚度＞1um。

进一步的，基材层采用12um、25um、38um、50um、62.5um、75um或100um规格；冷喷金属沉积层的厚度为10um-200um之间。

实现本发明目的的技术方案之二是提供一种上述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，包括如下步骤：

①选择厚度为10um-100um的热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜材料作为基材层，采用12um、25um、38um、50um、62.5um、75um或100um几种规格；

②对基材层进行金属冷喷处理前，需要对待冷喷的金属粉体进行处理：步骤一，对球形的金属粉体行退火处理，使金属粉体变得更加柔软；步骤二，将金属粉体和熔融态的热缩系数明显大于金属粉体的塑料按照分子量摩尔比：金属粉1：塑料2以上的比例，混合均匀，然后加热到熔融态之后，快速冷却，步骤三，用溶剂融掉塑料，反复用水将金属粉体洗干净后烘干；冷喷的金属粉体的粒径在1-100um之间；

③利用金属冷喷工艺将步骤②得到的金属粉体在基材层的一面或者两面沉积一层致密的金属层而形成冷喷金属沉积层，制成FCCL挠性覆铜板。

进一步的，所述步骤②的步骤二具体来讲：塑料采用冷缩树脂；冷缩树脂和金属粉体搅拌后，加热到100-150℃后再搅拌半小时，或者边加热边搅拌至目标温度后再搅拌半小时以上，然后流延在不锈钢的传输带平台上，经过-20℃环境迅速冷却，每分钟行走1-2米的速度冷却；步骤三具体来讲：用溶剂通过搅拌在常温下熔掉冷缩树脂后1小时以上充分沉淀，然后反复用水冲洗粉体，烘干；冷缩树脂和溶剂混合溶液通过容器收集，可以再次流延蒸发溶剂制成冷缩数值，或再造粒，溶剂蒸发过程中可以经过-10℃到-20℃冷凝容器收集再利用。

进一步的，步骤③的金属冷喷工艺采用低压冷喷工艺，气体的压力在0.1至2Mpa。

更进一步的，步骤③对基材层进行金属冷喷操作具体来讲：将喷头和混合了处理后的金属粉体的气体粉体输送管道一并固定在一根金属管上，金属管一头固定在可移动的导轨上，保证金属管可以左右滑动，通过PLC电路或者伺服系统控制其左右匀速移动，或从一端匀速移动到另一端，再从另一端移动往返移动，并通过移动速度的控制来实现不同喷涂厚度的要求：根据基材层需要沉积的冷喷金属沉积层3的厚度设定移动速度，设定完移动速度后作该速度的左右匀速运动，或一端到另一端的匀速往返运动；基材层根据每次喷涂的宽幅作定时的拉料，即喷头每次从一端行进到另一端时，基材层即时行进一个喷涂覆盖的宽幅距离，以保证喷头从另一端往返时喷涂在未喷涂的基材层上，其与已喷涂部位保证连接，以此方式连续沉积冷喷金属沉积层；当基材层的一面沉积完成后，需要另一面也形成冷喷金属沉积层时，将基材层收卷好，翻过来，将未沉积的一面再次按上述步骤执行一遍，即完成所需的两面冷喷金属沉积层的沉积。

更进一步的，步骤③对基材层进行金属冷喷操作具体来讲：将1至5个喷头按等间距固定在一根气体粉体输送管道上，所有喷头位于同一水平线上而保持高度一致；喷头的数量设置要保证在多个喷头连续喷涂时，仍然能持续保持需要的压力，从而保证喷出的金属粉体能达到冷喷沉积的临界速度以上；气体粉体输送管道统一给所有喷头同时输送高压金属气体粒子流，然后喷出在基材层表面形成冷喷金属沉积层；当双面喷涂时只需喷涂好一面后将基材层收卷，重新进行上述工艺就能实现双面沉积形成冷喷金属沉积层。

更更进一步的，喷头之间的横向间距可选择范围为1cm至10cm；根据成品需要的宽幅设计相应套数的每套1至5个喷头的装置。

进一步的，冷喷的金属粉体采用银、铜、镍或金。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的产品采用在热固性双向拉伸聚酰亚胺上直接冷喷形成致密金属层的工艺，直接避免了传统工艺的缺点，不但实现了聚酰亚胺和金属的无胶复合，且产品和工艺具有更多的优越性：如不损失聚酰亚胺的性能、摆脱了对进口原材料的倚赖，冷喷金属沉积层的厚度任意，工艺简单、效率高等特点。

（2）本发明的冷金属喷工艺采用经过晶体结构定型的国产粉体也可以替代权威进口粉体，对于量产成本降低具有重要的意义；本发明的对待金属冷喷的金属粉体进行处理的方法可以成功实现对无纺布的金属冷喷，金属粉体处理之后，类似于每个粉体都是缝衣针一样直接缝到基材里面去，同时它进入之后有一个冲击力，沉积后断掉，断掉后插进基材里之后连续化又会沉积，而且表面积变大，容易在很小的压力小形变，而这种压力恰好可以刺穿基材又不击穿它们，很小的冲击力下尖刺变形一部分插入基材内形变后锁定基材，与其牢牢复合，另一部分在表面相互互锁交织，连续沉积。

（3）本发明所述的通过金属冷喷形成冷喷金属沉积层的技术可制备1000mm宽幅以上的产品，且具有较高效率和连续化生产的特点。

附图说明

图1为本发明的单面FCCL挠性覆铜板的一种结构示意图；

图2为本发明的双面FCCL挠性覆铜板的一种结构示意图；

图3为本发明的大宽幅的冷喷金属沉积层的制备的第一种方案的示意图；

图4为本发明的大宽幅的冷喷金属沉积层的制备的第二种方案的示意图。

上述附图中的标记如下：

基材层1，冷喷金属沉积层2，喷头31，气体粉体输送管道32，金属管33，导轨34。

具体实施方式

（实施例1）

见图1和图2，本实施例的一种FCCL挠性覆铜板，包括基材层1和在基材层1的单面或者双面利用金属冷喷工艺沉积的一层金属层即冷喷金属沉积层2。其中图1所述为单面FCCL挠性覆铜板，图2所示为双面FCCL挠性覆铜板。

基材层1采用厚度为10um-100um的热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜为基材，一般为12um、25um、38um、50um、62.5um、75um或100um几种规格。

冷喷金属沉积层2的厚度＞1um起，直至毫米级、厘米级，但一般在行业需要的厚度10um-200um之间。

（实施例2）

见图3，由实施例1得到的FCCL挠性覆铜板的制造方法包括如下步骤：

①选择厚度为10um-100um的热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜材料作为基材层1，一般采用12um、25um、38um、50um、62.5um、75um或100um几种规格；

②对基材层1进行金属冷喷处理前，需要对待冷喷的金属粉体进行处理：适用于本发明的冷喷金属原材料为质地相对柔软的金属，包括银、铜、镍或金等，其粒径在1-100um之间，优选3-40um，金属一般以纯铜为主；对基材层1进行金属冷喷处理前，需要对待冷喷的金属粉体进行处理以使其可以成功地适用于本发明的实施：步骤一，对球形的金属粉体行退火处理，使金属粉体变得更加柔软；步骤二，将金属粉体和熔融态的热缩系数明显大于金属粉体的塑料按照分子量摩尔比：金属粉1：塑料2以上的比例，比如冷缩管塑料等，混合均匀，然后加热到熔融态之后，快速冷却，越快越好，这样由于金属的形变较小，而包裹它的塑料剧烈形变，会将金属球挤压成表面有众多尖刺的不规则形状，这些尖刺的不规则形状保证在冷喷压力不大的情况下就刺入酰亚胺薄膜的塑料基体并且变形，和基材层1牢牢结合。否则要么压力过大会击穿基材层1将其打烂，要么压力过小后，金属无法沉积，还是粉状，在基材层1表面一抖就掉落。经过无数次的实验，只有经过上述处理的金属粉体才可以。具体来讲：冷缩管塑料采用冷缩树脂，一般是硅橡胶和乙丙橡胶，乙丙橡胶最普遍，冷缩率大；冷缩树脂和金属粉体搅拌后，加热到100-150℃后再搅拌半小时，或者边加热边搅拌至目标温度后再搅拌半小时以上，然后流延在不锈钢的传输带平台上，经过-20℃环境迅速冷却，大概每分钟有走1-2米的速度，越慢越好以利于冷却；此时冷缩树脂会在传输带平台上结成表面波浪型，不规则褶皱的包裹着金属粉体。步骤三，用溶剂融掉塑料，反复用水将金属粉体洗干净后烘干即可。洗掉的塑料可以增发溶剂后回收造粒，而溶剂也可回收重新利用；具体来讲：用溶剂通过搅拌在常温下熔掉冷缩树脂膜后1小时以上充分沉淀，然后反复用水冲洗粉体，烘干。冷缩树脂膜和溶剂混合溶液通过容器收集，可以再次流延蒸发溶剂制成树脂膜，或再造粒，溶剂蒸发过程中可以经过-10℃到-20℃冷凝容器收集再利用。

③利用金属冷喷工艺在基材层1的一面或者两面沉积一层致密的金属层而形成冷喷金属沉积层2，制成FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板，简称FCCL挠性覆铜板。所述金属冷喷工艺的原材料是金属粉体，通过高压气流喷出，以高压金属粒子流的状态高速喷出（喷出速度一般大于1.5倍音速以上）撞击基材层1产生形变而连续沉积，形成致密的金属层，从而完成FCCL挠性覆铜板的制成，这完全区别于传统金属箔与基材直接复合的产品和工艺。

对金属粉体处理完成后，进行金属冷喷处理，金属冷喷工艺又分为高压冷喷和低压冷喷：高压冷喷的气体压力高，通常为1至30Mpa，甚至更大，且金属受高温预热，喷出时的速度更快，动能更大；本发明采用的是低压冷喷技术，更适合塑料、布基等柔性基材，通常气体的压力在0.1至2Mpa，金属喷出时速度适中，既能变形沉积，又不至于击穿基材层1。本发明所述的通过金属冷喷形成冷喷金属沉积层2的技术可连续化制备1000mm宽幅以上的产品，效率较高。具体可采用以下两种方式实现大宽幅FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板的制备。一种方法是：见图3，将喷头31和混合了处理后的金属粉体的气体粉体输送管道32一并固定在一根金属管33上，金属管33一头固定在可移动的导轨34上，保证金属管33可以左右滑动，通过PLC电路或者伺服系统控制其左右匀速移动，或从一端匀速移动到另一端，再从另一端移动往返移动，并通过移动速度的控制来实现不同喷涂厚度的要求。即，根据基材层1需要沉积的冷喷金属沉积层3的厚度设定移动速度，设定完移动速度后作该速度的左右匀速运动，或一端到另一端的匀速往返运动，从而实现大宽幅的喷涂。基材层1根据每次喷涂的宽幅作定时的拉料，即喷头31每次从一端行进到另一端时，基材层1即时行进一个喷涂覆盖的宽幅距离，以保证喷头31从另一端往返时喷涂在未喷涂的基材层1上，其与已喷涂部位保证连接，以此方式连续沉积冷喷金属沉积层2。当基材层1的一面沉积完成后，需要另一面也形成冷喷金属沉积层2时，将基材层1收卷好，翻过来，将未沉积的一面再次按上述步骤执行一遍，即完成所需的两面冷喷金属沉积层2的沉积。控制喷头31一端向另一端往返运行的速控系统和基材层1行进的速度系统通过一套完整系统控制，以保证两者匹配。

此种方案中，基材层1每次定时行进的距离只有冷喷的有效宽幅那么长，而冷喷的有效宽幅一般在20mm以内，因此，此方案中，基材层1每次最多只能行进20mm，而1000mm宽的基材，以10um的冷喷金属沉积层2厚度的要求，喷头31从一端移动到另一端行进1000mm，需要约10秒，所以，基材层1一分钟最多行进6X20mm=120mm，一小时才7200mm，即7.2米，效率偏低。

另一种方案是：见图4，将多个喷头31（本实施例中为5个）按等间距固定在一根气体粉体输送管道32上，所有喷头位于同一水平线上而保持高度一致。喷头31的数量设置要保证在多个喷头连续喷涂时，仍然能持续保持需要的压力，从而保证喷出的金属能达到冷喷沉积的临界速度以上；因为每个喷头都有泄压的作用，喷头过多，气体粉体输送管道32的压力就会减小，金属粉体喷出时速度不够就无法达到在基材层1沉积并堆叠的效果，而成为颗粒状从基材层上掉落。冷喷技术是没有胶黏剂的，靠喷出时的速度让金属颗粒获得足够大的动能，撞击基材层以后沉积下来，并于基材层牢牢结合。因此，同一根输送混合金属和高压气体的气体粉体输送管道32不易设置过多的喷头31，一般应该在5个以下，即1至5个喷头31；如果喷头31过多，要保持冷喷所需的压力，就得增加总供气的压力，而总供气的压力过高，对于保压的材质、厚度要求就高，设备成本就高，同时安全风险也很高，所以喷头31的数量不宜设置过多。

图4中所示为5个喷头31固定在一个气体粉体输送管道32上，喷头31按等距离排布，本发明设计的喷头31之间的横向间距可选择范围为1cm至10cm，优选1至2cm之间，因为恰好属于喷涂的有效覆盖宽幅。以图4所示为例，若喷头31之间的间距为2cm（喷涂有效覆盖距离），那单套有效宽幅喷涂的覆盖范围就为10cm，只需将图4示的装置设计10套，一字排开，或者从纵向按喷涂有效覆盖的衔接点算好距离排布，就可以在连续生产过程中实现1000mm宽幅的有效喷涂，生产效率较高。这样的设计，可以实现单面喷涂5至15米/分钟，具有较高的生产效率。如果需要双面喷涂，只需喷涂好一面后将基材层收卷，重新进行上述工艺就能实现双面沉积形成冷喷金属沉积层2。

金属冷喷技术的优点之一是：由于自动化程度高，其金属沉积的厚度可控性也极高。因为沉积厚度的关键影响因素，如基材行进速度、喷头与基材的垂直距离、以及喷速等，都是通过自动化精密控制实现；其中喷头离基材层的垂直距离一般在5至20mm之间，距离太小压力控制不好容易击穿基材层1，距离太大动能损失又无法沉积。

（应用例1）

本应用例选用日本KANAKA公司生产的NPI型号50um厚度双向拉伸聚酰亚胺薄膜作为基材层1，具体规格为1028mm宽X200m长X0.05mm厚，用韦度牌精确到0.001mm的螺旋式数显测厚仪，测得该聚酰亚胺薄膜平均厚度在50mm，公差±0.002mm；与提供数据相符。

采用北京创选彼得科贸有限公司代理的俄罗斯OCPS（奥伯尼斯克粉末中心）生产的DYMET型号低压金属冷喷设备，工作气压0.1-1.5Mpa。其喷头为特质铝管，直径约0.6mm-20mm可供选择，0.6mm喷头选择气压在0.5-0.6Mpa，20mm喷头选择0.8-1.5Mpa气压，可实现工艺要求；选择长约15cm的20mm喷头，即有效喷涂宽幅20mm。根据本发明的要求将5个相同的喷头焊接固定在一根直径30mm、两端密闭的空心铝制管上，该材质和喷头的管部同样材质，喷嘴之间的间距为20mm，且喷头在同一水平线保持高度一致，由此铝管统一给5个喷头同时输送高压金属气体粒子流，然后喷出。在该铝管的上方安装一个自动电子气压阀，不影响气流通过，可检测气压，并连接整个初始气压供给设备，控制供给气压的调节，以达到所需的气压要求；在气压阀的上方，有一个圆柱形气压容器，分别有两个输入口，一个输入高压气体，一个通过高压气体输送处理过后的金属粉体，只有处理过后的金属粉体才能进行本发明的金属冷喷工艺；两者在此容器中混合，最后喷出，输入金属粉体的气压要略高于纯气体输入口的气压，约略高0.1Mpa，否则粉体会被回吸；本发明的金属粉体通过另一个圆柱型存储容器装载，并在存储容器的管路前后各设置1个气阀，当装金属粉时同时关闭这两个气阀，装完后，先打开通向气压容器的气阀，再打开输入气体的气阀，就可以实现金属粉的连续填料了，也就可以连续化生产了。驱动金属粉体输送的气体和纯气体输入的气源可以为一个，通过气阀分流，也可以不同气源，本发明采用不同气源方案，所用气体为普通氮气。固定喷头的铝管可以上下调节高度，调节幅度0-30mm，精度1mm，以便调节喷头距离基材的距离；喷头的下方为厚度10mm的不锈钢平台，喷头位于长度方向100mm处中间位置的正上方，基材层1从平台上方通过。

将基材层1用分切机分切为100mm宽幅10卷，多余的28mm宽幅实验备用。取一卷100mm宽幅的基材层1作为本应用例的材料，放卷通过喷头下方的不锈钢平台，距离喷头垂直高度约10mm，基材层1收卷速度可以调节；在金属粉体罐中加入1.5公斤OCPS公司提供的铜粉，平均粒径15um，保证10-20um粒径铜粉所占质量比列＞90%；开启金属冷喷设备，保持自动电子气阀的气压为1MPa，基材层1以10m/分钟的速度行进，进行金属冷喷沉积。

冷喷完毕，头尾各取1m长样品，其余正品用缠绕膜密封，装入包装箱，防止氧化，留备客户送样。

观察样品沉积铜的表面，沉积比较均匀，在5个喷头的横向宽幅衔接处没有明显的深浅痕，说明喷头的精度较高，有效覆盖也比较均匀；从未沉积铜的聚酰亚胺面观察，铜沉积的也比较均匀，没有铜粉嵌入基材层1内，也没有铜粉穿透基材层1，说明基材层1的硬度可以承受10mm高度，1MPa气压下的冷喷铜工艺，不存在缺陷。用韦度牌螺旋式测厚仪测，两个样品各10个点，测得平均总厚度为68um，说明冷喷金属沉积层2的平均厚度约为18um；用TH2512B智能直流电阻测试仪测试两个样品各10个点，室温20℃条件下其平均电阻率为0.02Ω；进一步用2000g黏性胶带在3公斤压力下与其复合，保持半小时，手工快速剥离，沉积铜面没有铜粉反黏到胶带上，说明沉积后的铜与基材层1之间的结合牢度较好，符合技术要求；

取山东金鼎电子材料有限公司70um规格单面FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板，其基材同为KANAKA公司50um聚酰亚胺，采用400度左右热压辊工艺，与18um厚度压延型铜箔复合制成。其聚酰亚胺与本发明所述的聚酰亚胺不同，本发明采用的聚酰亚胺为KANAKA常规型号，纯热固型聚酰亚胺，价格相对便宜；金鼎公司的聚酰亚胺为KANAKA公司特殊的用于FCCL热复合的聚酰亚胺，由热固型聚酰亚胺表面涂层了热塑型的聚酰亚胺制成，价格较高。用TH2512B智能直流电阻测试仪测试金鼎公司产品，室温20℃条件下其平均电阻率为0.02Ω，与本发明产品一致，说明本发明工艺采用的冷喷工艺沉积铜，同样具有致密的结构，与压延铜箔电阻方面的性能相当。同样用2000g黏性胶带在3公斤压力下与金鼎公司样品复合，保持半小时，手工快速剥离，其铜箔也没有被撕起，说明其热压复合牢度也＞2000g。

通过本应用例说明，本发明的产品完全能与市场上的优质品牌产品相抗衡，具有很好的品质。

（应用例2）

本应用例与应用例1相同，唯一不同的是，冷喷的粉体为江苏智微新材料科技有限公司生产的铜粉，平均粒径15um，其中10-20um粒径的粉体占总质量的90%以上。

测试结果：冷喷金属沉积层2的厚度、表面状况以及冷喷后的附着力基本无差异。

此应用例说明，冷喷工艺采用经过晶体结构定型的国产粉体也可以替代权威进口粉体，对于量产成本降低具有重要的意义。

（比较例1）

本比较例与应用例1的步骤基本相同，不同的是：粉体采用应用例2的粉体，基材层1采用溧阳华晶电子材料有限公司生产的50um双向拉伸聚酰亚胺薄膜。

在冷喷工艺完成后，观察样品沉积铜的表面，沉积比较均匀；从未沉积铜的聚酰亚胺面观察，有较多铜粉嵌入基材内，但没有铜粉穿透基材，说明基材层1表面的机械强度不如KANAKA的NPI型号，采用1MPa气压进行冷喷工艺压力过高了。

另外，冷喷金属沉积层2的平均厚度为16um，比应用例1薄2um，可能是因为铜粉嵌入基材层1引起的。其他测试无异常。

（比较例2）

本比较例和比较例1基本一致，采用的金属粉体和聚酰亚胺基材也相同；唯一不同的是自动电子气阀的气压为0.7MPa；

在冷喷工艺完成后，观察样品沉积铜的表面，沉积比较均匀；从未沉积铜的聚酰亚胺面观察，铜沉积的也比较均匀，没有铜粉嵌入基材内，也没有铜粉穿透基材，说明对于机械强度偏低的基材，冷喷压力相对减小，也能达到较为完美的效果。

测试结果：冷喷金属沉积层2的厚度为12um，比应用例1薄6um，其他包括电阻率等无异常。这可能因为再0.7MP压力下，粉体喷出的速度减小的同时，喷出的粉体量也变小了。

本比较例说明，0.7MPa压力下，喷透距离基材层110mm高度，基材层1在10m/分钟行进速度条件下，同样可以利用国产粉体、国产基材等材料，制得合格的产品。或许深度检测，其复合牢度等方面可能不如应用例1，但是已经完全达到了行业和市场需求的品质标准。

（比较例3）

本比较例和比较例2基本一致，采用的粉体和聚酰亚胺基材也相同，唯一不同的是基材行进的速度为8m/分钟。

测试结果：冷喷金属沉积层2的平均厚度为20um，其他无异常。

本比较例结合比较例2结果说明，基材的行进速度和冷喷气体喷出的压力对冷喷金属沉积层2的厚度影响都很大；但是，冷喷时的气体压力首先要保证工艺能顺利进行，这点尤为重要；在压力确定的情况下，可以通过调节基材的行进速度，调节需要的冷喷金属沉积层2厚度，可以制成复合品质要求的产品。

（比较例4）

本比较例和比较例2基本一致，不同的是，喷透距离基材层1的垂直高度从10mm将为6mm；

结果：在冷喷工艺完成后，观察样品沉积铜的表面，沉积比较均匀；从未沉积铜的聚酰亚胺面观察，有较多铜粉嵌入基材层1内，但没有铜粉穿透基材层1，和比较例1结果雷同；测得冷喷金属沉积层2的平均厚度为10um，这可能和粉体嵌入基材有关；

上述结果说明：在同样的基材行进速度和喷出压力下，喷头距离基材的高度变小，基材承受的冲击离大了（有粉体陷入基材内部，不仅仅在表面沉积），基材承受的冲击力，不但和喷头喷出压力有关，还与喷头距离基材的高度有关。

其他测试无异常。

（比较例5）

本比较例和比较例3基本一致，不同的是，先制成单面沉积铜的单面FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板，再将其翻面，采用同样的步骤将基材层1的另一面也沉积一层同样厚度的冷喷金属沉积层2；制成双面FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板。

测试结果：两面复合牢度、电阻率等性能相同，符合品质要求。

通过上述实施充分说明本发明采用的工艺，只要调节好冷喷压力、喷头距基材高度，基材行进速度，保持三者相匹配，完全可以制成高品质的单面以及双面FCCL无胶聚酰亚胺挠性覆铜板，且具有效率高，材料国产化，成本低，厚度不受金属箔限制等巨大优势。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：所述FCCL挠性覆铜板包括基材层（1）和在基材层（1）的单面或者双面利用金属冷喷工艺沉积的一层金属层即冷喷金属沉积层（2）；基材层（1）采用厚度为10um-100um的热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜为基材，冷喷金属沉积层（2）的厚度＞1um；

所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，包括如下步骤：

①选择厚度为10um-100um的热固性双向拉伸聚酰亚胺薄膜材料作为基材层（1）；

②对基材层（1）进行金属冷喷处理前，需要对待冷喷的金属粉体进行处理：步骤一，对球形的金属粉体行退火处理，使金属粉体变得更加柔软；步骤二，将金属粉体和熔融态的热缩系数大于金属粉体的塑料按照分子量摩尔比：金属粉1：塑料2以上的比例，混合均匀，然后加热到熔融态之后，快速冷却，步骤三，用溶剂融掉塑料，反复用水将金属粉体洗干净后烘干；冷喷的金属粉体的粒径在1-100um之间；

③利用金属冷喷工艺将步骤②得到的金属粉体在基材层（1）的一面或者两面沉积一层致密的金属层而形成冷喷金属沉积层（2），制成FCCL挠性覆铜板。

2.根据权利要求1所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：基材层（1）采用12um、25um、38um、50um、62.5um、75um或100um规格；冷喷金属沉积层（2）的厚度为10um-200um之间。

3.根据权利要求1所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：所述步骤②的步骤二具体来讲：塑料采用冷缩树脂；冷缩树脂和金属粉体搅拌后，加热到100-150℃后再搅拌半小时，或者边加热边搅拌至目标温度后再搅拌半小时以上，然后流延在不锈钢的传输带平台上，经过-20℃环境迅速冷却，每分钟行走1-2米的速度冷却；步骤三具体来讲：用溶剂通过搅拌在常温下熔掉冷缩树脂后1小时以上充分沉淀，然后反复用水冲洗粉体，烘干；冷缩树脂和溶剂混合溶液通过容器收集，可以再次流延蒸发溶剂制成冷缩树脂，或再造粒，溶剂蒸发过程中经过-10℃到-20℃冷凝容器收集再利用。

4.根据权利要求1所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：步骤③的金属冷喷工艺采用低压冷喷工艺，气体的压力在0.1至2Mpa。

5.根据权利要求4所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：步骤③对基材层（1）进行金属冷喷操作具体来讲：将喷头（31）和混合了处理后的金属粉体的气体粉体输送管道（32）一并固定在一根金属管（33）上，金属管（33）一头固定在可移动的导轨（34）上，保证金属管（33）可以左右滑动，通过PLC电路或者伺服系统控制其左右匀速移动，或从一端匀速移动到另一端，再从另一端移动往返移动，并通过移动速度的控制来实现不同喷涂厚度的要求：根据基材层（1）需要沉积的冷喷金属沉积层3的厚度设定移动速度，设定完移动速度后作该速度的左右匀速运动，或一端到另一端的匀速往返运动；基材层（1）根据每次喷涂的宽幅作定时的拉料，即喷头（31）每次从一端行进到另一端时，基材层（1）即时行进一个喷涂覆盖的宽幅距离，以保证喷头（31）从另一端往返时喷涂在未喷涂的基材层（1）上，其与已喷涂部位保证连接，以此方式连续沉积冷喷金属沉积层（2）；当基材层（1）的一面沉积完成后，需要另一面也形成冷喷金属沉积层（2）时，将基材层（1）收卷好，翻过来，将未沉积的一面再次按上述步骤执行一遍，即完成所需的两面冷喷金属沉积层（2）的沉积。

6.根据权利要求4所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：步骤③对基材层（1）进行金属冷喷操作具体来讲：将1至5个喷头（31）按等间距固定在一根气体粉体输送管道（32）上，所有喷头位于同一水平线上而保持高度一致；喷头（31）的数量设置要保证在多个喷头连续喷涂时，仍然能持续保持需要的压力，从而保证喷出的金属粉体能达到冷喷沉积的临界速度以上；气体粉体输送管道（32）统一给所有喷头同时输送高压金属气体粒子流，然后喷出在基材层（1）表面形成冷喷金属沉积层（2）；当双面喷涂时只需喷涂好一面后将基材层（1）收卷，重新进行上述工艺就能实现双面沉积形成冷喷金属沉积层（2）。

7.根据权利要求6所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：喷头（31）之间的横向间距可选择范围为1cm至10cm；根据成品需要的宽幅设计相应套数的每套1至5个喷头（31）的装置。

8.根据权利要求1所述的FCCL挠性覆铜板的制造方法，其特征在于：冷喷的金属粉体采用银、铜、镍或金。

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