CN206525089U - 一种铁氧体基材的fccl材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种铁氧体基材的FCCL材料，所述FCCL材料呈层状结构，包括：至少一层导电层和至少一层绝缘层相间叠加，所述导电层和绝缘层之间采用胶粘剂粘结，所述绝缘层中至少有一层绝缘层含有铁氧体。本实用新型的FCCL材料可直接作为FPC行业的FCCL基材来使用，也可直接用于宽频的电磁频蔽，具有良好的电磁屏蔽效果。利用该复合材料FCCL材料制造的线路板比传统的FPC及后续贴合铁氧体模组比较有着一体性好、不宜剥离、厚度相对薄、生产效率高、成本优势等的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及软磁性材料以及FPCB的FCCL(挠性覆铜板)领域，特别是涉及一种铁氧体基材的FCCL材料。
背景技术
铁氧体作为一种新型干扰抑制器件，其作用相当于低通滤波器，较好地解决了电源线、信号线、连接器或元器件的射频干扰抑制问题，而且具有使用简单、方便、有效、占用空间不大及价格便宜等一系列优点，目前使用时常将铁氧体直接贴在需要频蔽的元件上，，利用铁氧体对高频干扰所反映出来的阻抗，使高频干扰得到有效抑制，被获得了广泛的应用。铁氧体被广泛用于印刷板、电源线乃至数据线的干扰抑制上。铁氧体抗干扰对于抑制信号线、电源线上高频干扰和尖峰干扰的作用，使得它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。
印刷线路板上的干扰主要来自数字电路，其高频开关电流在电源线和地线之间产生一个强烈的干扰。电源线和信号线会将数字电路开关时的高频噪声以传导或辐射的方式发射出去。以前常用的干扰抑制办法是在电源和地之间加去耦电容，以便使高频噪声短路掉。但单用去耦电容有时会引起高频谐振，造成新的干扰。目前在印刷电路板的需要频蔽处贴合铁氧体将会有效地衰减高频噪声。随着电子产品的小型化和智能化，线路的高度集成，芯片的运算速度越来越高，印刷线路板上需要电磁频蔽的区域越来越多，光光靠在外部贴合铁氧体的方式不仅工序繁杂、费工费力、易出错而且外观不雅，有鉴于此使用含有铁氧体的FCCL的材料制成的FPCB就可很好的解决这些问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种铁氧体基材的FCCL材料，用于解决现有技术中FPCB线路板制造电磁屏蔽的工序繁杂、费工费力、易出错而且外观不雅等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种铁氧体基材的FCCL材料，所述FCCL材料呈层状结构，包括：至少一层导电层和至少一层绝缘层相间叠加，所述导电层和绝缘层之间采用胶粘剂粘结，所述绝缘层中至少有一层绝缘层含有铁氧体。
优选地，铁氧体基材的FCCL材料，所述FCCL材料包括一层绝缘层和一层导电层，中间通过胶粘剂粘结，所述绝缘层含有铁氧体，该结构作为多层复合FCCL材料的基础层或者直接作为单面基材使用。
优选地，所述FCCL材料包括由导电层、胶粘剂、绝缘层、胶粘剂、导电层逐层叠加形成的层状结构，所述绝缘层含有铁氧体，该结构作为双面复合FCCL材料使用。
优选地，所述含有铁氧体的绝缘层为铁氧体基底绝缘层或含铁氧体的绝缘复合层。
优选地，所述铁氧体为软磁铁氧体材料，选自锰铁氧体、锌铁氧体、镁锌铁氧体、锰镁锌铁氧体、镍锌铁氧体或钴锌铁氧体中单组分或多种形成的多组分软磁铁氧体。
优选地，所述铁氧体材料为软磁材料，起始磁导率μi为5-20000，体积电阻率大于109Ω·cm，居里温度Tc大于200℃，矫顽力Hcb为5-500A/m。
优选地，所述软磁铁氧体材料的晶体结构为尖晶石型、磁铅石型或拓榴石型结构。
优选地，所述软磁铁氧体为复合氧化物，由Fe2O3和金属的氧化物化合而成，所述金属选自Mn、Ni、Co、Zn、Mg、Cu或Cd中的一种或多种。
优选地，所述导电层为铝箔、铜箔、或铜-铍合金箔。
优选地，所述FCCL材料中，除含有铁氧体的绝缘层之外，其他绝缘层材料为PET、PI、FR4、酯酰亚胺薄膜、氟碳乙烯薄膜、亚酰胺纤维纸或聚丁烯对酞酸盐薄膜。
优选地，所述胶粘剂为热熔胶、热固胶或半固化片中的一种或多种的组合，包括：聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂或酚醛-缩丁醛类胶粘剂。
优选地，所述复合FCCL材料的总厚度为53-500μm，其中，所述胶粘剂的厚度在5-50μm，所述铁氧体的总体厚度为40-320μm，铁氧体的本体厚度在20-300um，导电层的厚度为8-105μm。
本实用新型还提供一种铁氧体基材的FCCL材料的制造方法，所述制造方法包括：
将至少一层导电层和至少一层绝缘层相间叠加，各层间采用胶粘剂粘结，然后通过层压的方法加工制造获得FCCL材料，其中，所述绝缘层中至少有一层绝缘层含有铁氧体。
优选地，依次将绝缘层、胶粘剂、导电层逐层按序叠加，通过层压的方法加工制造获得多层复合FCCL材料的基础层或者单面基材，所述绝缘层含有铁氧体。
优选地，依次将导电层、胶粘剂、绝缘层、胶粘剂、导电层逐层按序叠加，通过层压的方法加工制造获得双面复合FCCL材料，所述绝缘层含有铁氧体。
优选地，所述铁氧体单枚直接用于层压，或者多枚拼接后再用于层压，拼接时采用胶粘剂直接粘接，拼接后的铁氧体间缝隙不得大于0.1mm。
优选地，所述铁氧体为采用PET或PI双包边的铁氧体，其中，直接采用单枚铁氧体双包边或采用多枚铁氧体拼接后再双包边。
如上所述，本实用新型的一种铁氧体基材的FCCL材料，具有以下有益效果：
1、本实用新型的FCCL材料首先具有传统以FR4、PET或PI等为基材的FCCL材料的使用功能。
2、本实用新型的FCCL材料本身还含有铁氧体，同时满足电子设备的EMC需求，具有良好的电磁屏蔽功能。
3、本实用新型将铁氧体与传统FCCL技术相结合，既降低电子产品的整机厚度，又解决了电子设备的EMI问题，简化了贴合手续可以提高生产效率，降低了成本，又美化了产品的外观。
附图说明
图1是本实用新型的铁氧体基材的FCCL材料的多层覆铜层状结构示意图。
图2是本实用新型的铁氧体基材的FCCL材料的单面覆铜结构示意图。
图3是本实用新型的铁氧体基材的FCCL材料的双面覆铜结构示意图。
元件标号说明
101 绝缘层
201 胶粘剂
301 导电层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实用新型提供一种铁氧体基材的FCCL材料，所述FCCL材料呈层状结构，包括：至少一层导电层301和至少一层绝缘层101相间叠加，所述导电层301和绝缘层101之间采用胶粘剂201粘结，所述绝缘层101中至少有一层绝缘层含有铁氧体。也即，所述FCCL材料包括导电层301、胶粘剂201、绝缘层101、胶粘剂201、导电层301、胶粘剂201…依次排列。作为示例，所述含有铁氧体的绝缘层为铁氧体基底绝缘层或含铁氧体的绝缘复合层。其中，所述铁氧体基底绝缘层指的是直接将铁氧体直接作为绝缘层使用，而所述含铁氧体的绝缘复合层指的是将铁氧体与其他绝缘层通过胶粘剂贴合后一起作为绝缘层使用。
作为示例，如图2所示，所述FCCL材料包括一层绝缘层101和一层导电层301，中间通过粘胶剂201粘结，该层绝缘层101含有铁氧体，该结构作为多层复合FCCL材料的基础层或者直接作为单面基材(单面覆铜板)使用。其中，作为多层复合FCCL材料的基础层指的是，在多层复合FCCL材料中，至少包括一个所述基础层，而其余结构为导电层和绝缘层相间，层间采用胶粘剂结合。
作为示例，如图3所示，所述FCCL材料包括由导电层301、胶粘剂201、绝缘层101、胶粘剂201、导电层301逐层叠加形成的层状结构，所述绝缘层101含有铁氧体，该结构作为双面复合FCCL材料使用。
上述铁氧体基材的FCCL材料的层间为导电层101、胶粘层201、绝缘层301的依次排列，可以多次叠加，其中包含基础结构层，基础结构层为含有铁氧体的绝缘层、胶粘层和导电层。导电层间和含有铁氧体的绝缘层层间构成导电性和软磁性相间，可以用于宽频的电磁频蔽。以铁氧体基材的FCCL材料为例，由于使用软磁性铁氧体作为基底层则含磁性材料，其上的导电层又是金属导电性材料。在铁氧体基材的FCCL的双面覆铜箔和多层覆铜板，软磁性铁氧体材料一侧的金属层可以看成一层金属层，也满足导电性和软磁性相间。
作为示例，所述铁氧体为软磁铁氧体材料，选自锰铁氧体、锌铁氧体、镁锌铁氧体、锰镁锌铁氧体、镍锌铁氧体或钴锌铁氧体等中的单组分或多种形成的多组分软磁铁氧体。
作为示例，所述铁氧体材料为软磁性材料，起始磁导率μi为5-20000(相对磁导率)，体积电阻率大于109Ω·cm，居里温度Tc大于200℃，矫顽力Hcb为5-500A/m。
作为示例，所述软磁铁氧体材料主要晶体结构为尖晶石型、磁铅石型或拓榴石型等结构。
作为示例，所述软磁性铁氧体为复合氧化物，由Fe2O3和其他金属的氧化物化合而成，所述其他金属选自Mn、Ni、Co、Zn、Mg、Cu或Cd等中的一种或多种。
作为示例，所述导电层是FPCB线路板用的金属导体材料，可为铝箔、铜箔、或铜-铍合金箔等；该导电层粘结于铁氧体绝缘层的单面或双面，或多层绝缘层的其他绝缘层的表面。金属导电层常常采用铜箔，铜箔又有电解铜箔(ED)和压延铜箔(RA)之分，在同一片基材内的金属导电箔层厚度可以不同。
作为示例，所述FCCL材料中，除含有铁氧体的绝缘层之外，其他绝缘层材料为PET、PI、FR4、酯酰亚胺薄膜、氟碳乙烯薄膜、亚酰胺纤维纸或聚丁烯对酞酸盐薄膜等。
作为示例，本实用新型所述胶粘剂为热熔胶、热固胶和半固化片中的一种或一种以上的组合，包括：聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂、酚醛-缩丁醛类胶粘剂。
本实用新型所述层状结构的层与层之间的结合包括化学结合、物理机械结合及固溶体结合等。
本实用新型所述铁氧体可以单枚直接用于压合；也可拼接后用再用于层压，拼接时采用胶粘剂直接粘接，拼接后的铁氧体间缝隙不得大于0.1mm。一般而言单枚铁氧体的尺寸相对较小，可以拼接铁氧体到指定尺寸再用于层压，拼接的方法可以有效增大FCCL的尺寸从而提高FPC线路板的生产效率。
本实用新型所述铁氧体为采用PET或PI双包边的铁氧体，可以选用已经双包边的铁氧体也可自行双包边；可以单枚铁氧体双包边，也可几枚拼接后再双包边。铁氧体的总体厚度包括双面保护膜(双包边)的厚度，铁氧体的本体厚度指软磁材料厚度。
作为示例，所述FCCL材料的总厚度为53-500μm，其中，所述胶粘剂的厚度在5-50μm，所述铁氧体的总体厚度为40-320μm，铁氧体的本体厚度在20-300um，导电层为8-105μm。
本实用新型还提供一种铁氧体基材的FCCL材料的制造方法，所述制造方法包括：将至少一层导电层和至少一层绝缘层相间叠加，各层间采用胶粘剂粘结，然后通过层压的方法加工制造获得FCCL材料，其中，所述绝缘层中至少有一层绝缘层含有铁氧体。
所述制造方法具体包括以下：可以直接采用叠层层压工艺。首先将材料裁切成所需尺寸，然后再将绝缘层、胶粘剂、导电层、胶粘剂、绝缘层、导电层…逐层按序叠加，其中至少有一层的绝缘层包含铁氧体即可，然后通过层压的方法形成单面的、双层的乃至多层的FCCL，所述铁氧体基材的FCCL材料符合导电性和软磁性材料相间。本实用新型中所用的层压工艺常采用片状压制，铁氧体拼接成卷时也可以采用连续式压制，压制采用常见的压制工艺。
层压工艺大同小异，下面介绍本实用新型可采用的其中一种层压工艺：
1)准备阶段，包括材料准备和所需机台准备，材料包括主材：铁氧体及其它绝缘层，胶粘剂，金属箔；辅材：牛皮纸，钢板等；
2)清洁材料，清洁铁氧体及其它绝缘层、金属导电箔层材料表面；
3)叠加，将绝缘层、胶层、导电层、胶层、绝缘层、导电层…逐层按序叠加；
4)上料预热，将叠加好的复合层材料按规定放入机台，然后进行预热处理，预热处理符合粘结剂的使用规范；
5)压制，将热处理之后的复合层材料通过层压机进行压制，保温保压一定的时间即可得到本实用新型所述的带有电磁屏蔽功能的复合FCCL材料。
6)下料并检测，材料压制好后下料并检测。
通过本实用新型方法获得的这种铁氧体基材的FCCL材料，具有如下有益效果：
1)本实用新型的材料可以直接用于FPC线路板的制造；
2)铁氧体有着良好的电磁频蔽性能和低功率损耗，本实用新型的材料含有铁氧体，从而本实用新型的FCCL材料本身具备电磁屏蔽功能，能在宽频范围对抑制电磁噪声，本实用新型的材料可以应用于有电磁屏蔽需求的线路板制造；
3)传统的铁氧体的使用是直接将铁氧体贴合在线路板或元器件上，工序繁杂，本实用新型的材料直接将铁氧体压入基材，操作简单；
4)由于是直接压入基材，本实用新型的材料轻薄；
5)本实用新型FCCL材料在同类需求的材料中具有成本低，效率高的优点；
6)本实用新型的材料用于FPCB制造出的成品外观优雅有良好的视觉感官，无修修补补的形象。
实施例1
FPCB中常常采用双面覆铜板，根据本实用新型所述制造方法制备一种双面覆铜结构的铁氧体基材的FCCL材料，即在含有铁氧体绝缘基底层的双面上各层压复合一层铜箔材料，中间使用环氧类胶粘剂进行粘接。
选用厚度50μm已经双包边的铁氧体，本体厚度30μm，双面包边(5μmPI及5μm胶)，初始磁导(μi)为60，体积电阻3.1*1011Ω·㎝，居里温度300℃，外形尺寸210*145mm；选用1/4Oz(即8μm)电解铜箔，两层铜箔相同；选用厚度10μm环氧类热固胶。
1)准备阶段：清洁保养压机使其处在可正常工作状态；准备本体厚度为30μm厚的上述铁氧体，环氧类热固胶，1/4Oz铜箔，并将上述材料都裁切至210*145mm；准备压机辅材用的硅胶片，钢板等。
2)将铁氧体、PI膜及铜箔层表面清洁后，按铜箔、胶膜、铁氧体、胶膜、铜箔逐层按序叠加为一个单元，用硅胶片间隔，多次叠加至指定厚度，然后放入层压模具内。
3)入模预压：选用100T-PHI压机，入模预压之前，压机应先升温至175±2℃，以保证入模后立即开始层压。预压压力：0.8～1.5Mpa(8～15公斤/平方厘米)，时间：4～8分钟；预压后挤气1分钟。
4)施全压及保温保压：预压结束后，在保持温度不变的前提下，进行转压施全压操作，并按下述工艺参数进行保温保压。100T-PHI压机的全压压力：1.5～3.0Mpa(15～30公斤/平方厘米)，温度175±2℃，时间：90分钟。压力转换採用高温转换方式，并当胶片流动度降低时，可适当加大全压压力，彻底完成排泡、填隙，保证厚度和结合力。
5)降温保全压(冷压)：全压及保温保压操作结束后，可採用以下方式进行冷压操作：停止压机加热，在保持压力不变的条件下，使层压板冷却至室温；将层压板转至冷压机，进行冷压操作。
6)下料切边检测：当层压板温度降至室温后，打开压机，取出模具；在脱模专用工作台上取出层压板；切除层压排出的余胶的废边，切至坯料边缘并检测材料。
通过上述的工艺所制备的铁氧体基材的FCCL材料其厚度为86um其中铁氧体本体厚度30um，材料的感应矫顽力Hcb为6.3A/m；饱和磁感应强度Bs为480mT，比损耗系数(tanδ/μi)为1.5*10-4(10MHz)。
实施例2
根据本实用新型所述制造方法可以制备一种多层的铁氧体基材的FCCL材料，以下就以三层的铁氧体基材的FCCL为例。
选用本体厚度30μm的未包边铁氧体，初始磁导(μi)为500，体积电阻2.1*109Ω·㎝，居里温210℃，外形尺寸145*145mm；选用1/3Oz(即12μm)电解铜箔，三层铜箔相同；选用厚度5μm环氧类热固胶及10um环氧类热固胶；选用厚度5μm的PI膜及10μm的PET膜。
1)准备阶段：清洁保养压机使其处在可正常工作状态；准备10μm的PET膜，10μm的环氧类热固胶，1/4Oz铜箔，并将上述材料都裁切至580*580mm；准备压机辅材的硅胶片，钢板等。
2)铁氧体的拼接及双包边，将铁氧体按4*4拼接成580*580mm铁氧体在用5μm的环氧胶上，胶下覆5μm的PI膜，在铁氧体上再覆5μm的环氧胶及5μmPI膜，然后快压成一体，拼接后的铁氧体材料厚度为50μm，尺寸580*580mm。
3)将上述2)中拼接好的铁氧体以及1)中的PI膜及铜箔层表面清洁后，按12μm铜箔、10μm胶膜、10μmPET膜、10μm胶膜、12μm铜箔、10μm胶膜、50μm拼接后的铁氧体、10μm胶膜及12μm铜箔逐层按序叠加为一个单元，用硅胶片间隔，多次叠加至指定厚度，然后放入层压模具内。
4)入模预压：选用140T真空压机：预压压力：0.56～0.7Mpa(80～100磅/平方英寸)，时间：7～8分钟；预压后挤气1分钟。
5)施全压及保温保压：预压结束后，在保持温度不变的前提下，进行转压施全压操作，并按下述工艺参数进行保温保压。140T真空压机：全压压力：1.12～1.4Mpa(160～200磅/平方英寸)，温度165±2℃，时间：80分钟。压力转换采用高温转换方式，并当胶片流动度降低时，可适当加大全压压力，彻底完成排泡、填隙，保证厚度和结合力。
6)降温保全压(冷压)：全压及保温保压操作结束后，可采用以下方式进行冷压操作：停止压机加热，在保持压力不变的条件下，使层压板冷却至室温；将层压板转至冷压机，进行冷压操作。
7)下料切边检测：当层压板温度降至室温后，打开压机，取出模具；在脱模专用工作台上取出层压板；切除层压排出的余胶的废边，切至坯料边缘并检测材料。
通过上述的工艺所制备的铁氧体基材的FCCL材料其厚度为136um其中铁氧体本体厚度30um，材料的感应矫顽力Hcb为18.7A/m；饱和磁感应强度Bs为560mT，比损耗系数(tanδ/μi)为1.3*10-5(1.0MHz)。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于，所述FCCL材料呈层状结构，包括：至少一层导电层和至少一层绝缘层相间叠加，所述导电层和绝缘层之间采用胶粘剂粘结，所述绝缘层中至少有一层绝缘层含有铁氧体。
2.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述FCCL材料包括一层绝缘层和一层导电层，中间通过胶粘剂粘结，所述绝缘层含有铁氧体，该结构作为多层复合FCCL材料的基础层或者直接作为单面基材使用。
3.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述FCCL材料包括由导电层、胶粘剂、绝缘层、胶粘剂、导电层逐层叠加形成的层状结构，所述绝缘层含有铁氧体，该结构作为双面复合FCCL材料使用。
4.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述含有铁氧体的绝缘层为铁氧体基底绝缘层或含铁氧体的绝缘复合层。
5.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述铁氧体为软磁铁氧体材料，选自锰铁氧体、锌铁氧体、镁锌铁氧体、锰镁锌铁氧体、镍锌铁氧体或钴锌铁氧体中单组分或多种形成的多组分软磁铁氧体。
6.根据权利要求5所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述铁氧体材料为软磁材料，起始磁导率μi为5-20000，体积电阻率大于109Ω·cm，居里温度Tc大于200℃，矫顽力Hcb为5-500A/m。
7.根据权利要求5所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述软磁铁氧体材料的晶体结构为尖晶石型、磁铅石型或拓榴石型结构。
8.根据权利要求5所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述软磁铁氧体为复合氧化物，由Fe2O3和金属的氧化物化合而成，所述金属选自Mn、Ni、Co、Zn、Mg、Cu或Cd中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述导电层为铝箔、铜箔、或铜-铍合金箔。
10.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述FCCL材料中，除含有铁氧体的绝缘层之外，其他绝缘层材料为PET、PI、FR4、酯酰亚胺薄膜、氟碳乙烯薄膜、亚酰胺纤维纸或聚丁烯对酞酸盐薄膜。
11.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述胶粘剂为热熔胶、热固胶或半固化片中的一种或多种的组合，包括：聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂或酚醛-缩丁醛类胶粘剂。
12.根据权利要求1所述的铁氧体基材的FCCL材料，其特征在于：所述FCCL材料的总厚度为53-500μm，其中，所述胶粘剂的厚度在5-50μm，所述铁氧体的总体厚度为40-320μm，铁氧体的本体厚度在20-300um，导电层的厚度为8-105μm。
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