CN115179638B - 一种柔性覆铜板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性覆铜板的制作方法，该方法采用预裁剪，并将裁剪的压延铜箔板料和PI膜板料中填入TPI树脂并复合成单层或两层柔性覆铜板预制体，经过两道热处理工艺使铜箔发生再结晶过程，其中，二次再结晶使铜箔内发生晶粒异常长大现象，将晶粒粗化的预制体用保护膜包覆，通过多道带有温度梯度的高温热轧后，缓慢冷却，并通过二次裁剪成为柔性覆铜板产品。通过该方法加工的柔性覆铜板，具有很好的尺寸稳定性和优异的导电性能，为制作优良的柔性电路板奠定基础。

Description

一种柔性覆铜板的制作方法
技术领域
本发明涉及柔性覆铜板制作工艺领域，尤其涉及一种柔性覆铜板的制作方法。
背景技术
柔性电路板FPC是现代电子产品飞速发展的重要支撑，它体积小、重量轻、韧性好、散热快，构成了电子产品的核心部件，决定了电子产品的功能和性能。柔性电路板早期主要应用于军事、航空航天上，如今，柔性电路板的主要应用由军用转向民用，在手机、笔记本电脑及车载设备上应用极为广泛，而由于这类产品轻薄化、精密化的市场需求，这对FPC提出了更高的要求，即要求拥有更好的尺寸稳定性，更精确的尺寸设计，而这些要求，最终都要落实到FPC的基材——柔性覆铜板上。
在现有柔性电路板的制造工艺上，涂布法、层压法及溅镀法占据了主流市场。其中，层压法是以PI膜为基材，涂上一层薄的热塑性PI树脂(TPI)，先经过高温硬化再利用高温高压将TPI重新熔融与铜箔压合而成。层压法对基材的厚度要求不高，且加工容易，可塑性强，但难以实现超精密加工，制造产品在电镀时容易出现涨缩等现象。
发明内容
在生产过程中，如何控制覆铜板涨缩成为制作优良FPC的突破口。本发明的目的是提供一种柔性覆铜板的制作方法，以解决上述背景技术中提到的层压法制作的柔性覆铜板尺寸不稳定，易出现涨缩的现象，并适当提高导电率，以满足部分产品对导电率的要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种柔性覆铜板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1：将压延铜箔卷料和PI膜卷料进行预裁剪，加工成压延铜箔板料和PI膜板料，压延铜箔板料和PI膜板料的长度和宽度均大于柔性覆铜板的目标尺寸；
步骤S2：将TPI树脂涂覆在PI膜板料上，再将PI膜板料上或上下覆盖压延铜箔板料复合成具有单面铜箔或双面铜箔的2L-FCCL预制体；
步骤S3：通过保护气氛退火炉，以预制体为基本单位，在温度350±5℃下进行第一次热处理，保温时间为30分钟以上；待预制体空冷至室温之后，在温度360±5℃下进行第二次热处理，保温时间为50分钟以上；
步骤S4：将覆膜机加热到第一温度，当预制体空冷至接近第一温度时，通过覆膜机将经过步骤S3后的预制体用PET保护膜包覆预制体的两面，并通过PET保护膜连接各预制体形成预制体条带；
步骤S5：通过辊压机，对步骤S4形成的预制体条带中预制体进行多道高温热轧，依工艺顺序，每道高温热轧的温度逐级降低，其中第一道热轧的温度和第一温度持平或略低于第一温度；
步骤S6：将冷却至室温的预制体条带，去除PET保护膜，取出预制体；
步骤S7：对预制体进行裁剪，切除预留边及涨缩尺寸以获取目标尺寸的柔性覆铜板产品。
进一步的，所述压延铜箔为5号AR-锻造型压延铜箔或6号LCR-锻造型轻冷压延锻造压延铜箔。
进一步的，所述步骤S4的第一温度为200±5℃。
进一步的，所述步骤S5中的第一道高温热轧的温度为180℃±3℃。
进一步的，所述步骤S5中高温热轧为4-6道，每道高温热轧以15℃-25℃的温度差逐级降低到约100℃。
本发明实现了如下技术效果：
本方法在层压法的基础上，通过预裁剪、铜箔二次再结晶工艺、温度梯度热轧辊、终裁剪等新工艺实现晶粒粗化，在牺牲部分加工效率上，提升了柔性覆铜板尺寸稳定性及导电性，为制作优良的柔性电路板奠定基础。
附图说明
图1是本发明的双面柔性覆铜板的制作工艺流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1给出了本发明的双面柔性覆铜板的制作工艺流程图。在本工艺中，采用了FPC软板自动开料机2、涂布机3、保护气氛退火炉8、加热型卷对卷覆膜机10和辊压机12、13等加工设备。
制作双面柔性覆铜板的具体步骤如下：
S1、将压延铜箔、PI膜等卷料1放入自动开料机2，裁剪成尺寸210mm×410mm的板料，即压延铜箔板料5和PI膜板料6。其中，常用的压延铜箔包括5号AR-锻造型压延铜箔和6号LCR-锻造型轻冷压延锻造压延铜箔。
S2、通过涂布机3，在PI膜板料6一面均匀涂抹TPI树脂4，并覆上一片压延铜箔板料5，再在PI膜板料6的另一面重复此操作，制成具有双面铜箔的2L-FCCL预制体7。
S3、根据保护气氛退火炉8的炉膛大小，将8-10片预制体通过单轴分层固定夹具9固定，放入保护气氛退火炉8中，设置温度为330℃-350℃，退火炉通入氩气或氮气作为保护气，保温30-50min取出，待其空冷后，继续放入退火炉中，设置温度为340℃-360℃，并保温50-70min后取出。促进压延铜箔再结晶。
S4、待预制体7空冷至200℃左右时，通过覆膜机10将PET保护膜覆于预制体7上下两面，并将预制体7通过PET保护膜串接成预制体条带11。覆膜机10的覆膜速度设置为8-10m/min，温度设置为200℃，将覆膜机10的温度控制在200℃±5℃。PET保护膜的宽度大于预制体7的宽度，如采用300mm宽的PET保护膜。预制体7可通过机动送样放入覆膜机10的一对辊轴之间，同时完成双面覆膜。
S5、将预制体条带11依次通过两台加热型辊压机12、13进行辊压，促进预制体7中的压延铜箔结晶粗化。辊压机12、13的两对轧辊的温度由两个独立的温控系统控制，可对不同轧辊设置不同温度。四对轧辊的温度设置依次降低，分别为180℃±3℃、160℃±3℃、140℃±3℃、120℃±3℃，压力设置为100Kg，转动速度为2m/min。在步骤S5中，根据流水线的设置，高温热轧的次数可设置为4-6次，每道高温热轧以15℃-25℃的温度差逐级降低到约100℃。
S6、将冷却至室温的预制体条带11，去除PET保护膜，取出预制体7。
S7、将步骤S6后的预制体7通过自动开料机2进行裁剪，将尺寸裁剪成200mm×400mm的覆铜板产品14，并送至下道工序进行定位钻孔。
该工艺也适合用于单面柔性覆铜板的制作，仅需更改步骤S2的处理过程，仅在PI膜板料的一面上仅覆盖压延铜箔板料。
在本实施例中，各设备的型号为：
FPC软板自动开料机：NH0280；
保护气氛退火炉8：炉膛大小300mm×500mm×500mm；
覆膜机：LP1700T1；
辊压机：MSK-HRP-04。
根据图1所示的工艺流程中，改变部分流程的工艺参数，给出了5个实施例。5个实施例的工艺参数和验收结果对比如下表：
本公司采用的验收标准如下：
尺寸稳定性＜0.15％；
介电常数＜4.0；
剥离强度＞6psi；
抗拉强度(横向)＞27.5kpsi；
抗拉强度(纵向)＞27.5kpsi。
由上可见，在采用二次裁剪后，本双面柔性覆铜板产品具有相当高的尺寸稳定性。通过工艺参数比对，实施例1、实施例2和实施例3中的双面柔性覆铜板产品均能很好地满足验收标准，而实施例4和实施例5的产品，在其他条件一致时，因热处理温度不足和轧辊温度的宽幅变化对双面柔性覆铜板产品的介电常数和抗拉强度会产生明显的影响，相应样品未达到验收的标准。
根据验收结果，各工艺参数优选范围如下：第一次热处理温度为350±5℃，保温时间在30min以上；第二次热处理温度为360±5℃，保温时间在50min以上；轧辊起始温度为180±3℃，温度梯度为15℃-25℃；辊压机压力设置为100Kg。
本发明本方法在层压法的基础上，通过预裁剪、铜箔二次再结晶工艺、温度梯度热轧辊、终裁剪等新工艺实现晶粒粗化，在牺牲部分加工效率上，提升了柔性覆铜板尺寸稳定性及导电性，为制作优良的柔性电路板奠定基础。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种柔性覆铜板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将压延铜箔卷料和PI膜卷料进行预裁剪，加工成压延铜箔板料和PI膜板料，压延铜箔板料和PI膜板料的长度和宽度均大于柔性覆铜板的目标尺寸；
步骤S2：将TPI树脂涂覆在PI膜板料上，再将PI膜板料上或上下覆盖压延铜箔板料复合成具有单面铜箔或双面铜箔的2L-FCCL预制体；
步骤S3：通过保护气氛退火炉，以预制体为基本单位，在温度350±5℃下进行第一次热处理，保温时间为30分钟以上；待预制体空冷至室温之后，在温度360±5℃下进行第二次热处理，保温时间为50分钟以上；
步骤S4：将覆膜机加热到第一温度，当预制体空冷至接近第一温度时，通过覆膜机将经过步骤S3后的预制体用PET保护膜包覆预制体的两面，并通过PET保护膜连接各预制体形成预制体条带；
步骤S5：通过辊压机，对步骤S4形成的预制体条带中预制体进行多道高温热轧，依工艺顺序，每道高温热轧的温度逐级降低，其中第一道高温热轧的温度和第一温度持平或略低于第一温度；
步骤S6：将冷却至室温的预制体条带，去除PET保护膜，取出预制体；
步骤S7：对预制体进行裁剪，切除预留边及涨缩尺寸以获取目标尺寸的柔性覆铜板产品；
其中：
所述压延铜箔为5号AR-锻造型压延铜箔或6号LCR-锻造型轻冷压延锻造压延铜箔；
所述步骤S4的第一温度为200±5℃；
所述步骤S5中的第一道高温热轧的温度为180℃±3℃；
所述步骤S5中高温热轧为4-6道，每道高温热轧以15℃-25℃的温度差逐级降低到约100℃。
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