近2－3年來，由于無粘結層撓性覆銅箔基材和感光顯影型保護膜的成功開發和應用，無疑對撓性線路板生產是一個重大改革與進步，使撓性線路板的生產走上了可量產化的軌道。加上撓性線路板在精細或超精細節距（線寬/間距）方面的優勢，具有更高的合格率和質量。特別是50m m～100m m的操作窗口已能很好正常生產，因此，撓性線路板的地位和量產化已明顯地增加了。它面臨的挑戰問題主要是材料價格而帶來生產成本，一旦撓性線路板生產進入大批的量產化，基材價格將會下降，則撓性線路板必將向剛性板挑戰。目前，撓性線板在軍事上、航天航空、汽車和超精細節距應用方面（如超級計算機等）已占有一席之地，而今首先是剛性和撓性結合起來形成的剛－撓性板，將是相得益彰，以實現更薄、更精細節距、更*的高密度互連（HDI）的一代產品。

1、撓性線路板市場

根據1994年6月IPC的TMRC資料，80年代末期，撓性線路板產值為4億美元/年，并以每年6－7％的增長率發展著，1994年約為15億美元，到1997年產值估計為17億美元，在計算機和通訊設備上應用的年均增長率為11％左右，但撓性板占整個PCB市場為8％左右。

近幾年來，由于無粘結層材料、可彎曲的感光覆蓋膜或適用于撓性線路上的液態感光阻焊劑等的開發成功和應用。使撓性線路不僅質量保證、合格率提高，而且易于自動化、量產化生產。加上電子產品的“輕、薄、短、小”化和立體組裝變成必要和關鍵，如PCMCIA卡上，撓性板和剛－撓性板已受到用戶的重視和看好。目前雖然撓性板還處在剛起步階段，但是，撓性板的明顯優點和潛在能力，使它在PCB生產和市場上的地位越來越受到人們的認識和重視，因而撓性線路板的產值將以20％的年均速度增長。同時，撓性板的加工設備和條件已經開始走向成熟，材料等供應商也不斷地改進產品以滿足這種增長的要求，因此，有人認為：“撓性板大展宏圖的時代終于到來了”，“在明天，撓性板將會主宰著精細線路的世界”。所以，今后的撓性線路板的年均增長率要比預計的大（TMRC），它在PCB市場上的份額所占比例將擴大，而首先是剛－撓性板會更引人注目地發展。

2、撓性板的特點

當把撓性板與剛性板比較時，撓性板具有如下特點：

①可進行撓曲和立體組裝，取代很多轉接部件，達到zui大使用有效空間。隨著電子產品繼續縮小和立體組裝變成關鍵，加上采用無粘結層覆銅箔基材和可撓性的覆蓋膜，使撓性板的質量和可靠性保證和提高的情況下，用戶已傾向于采用撓性板或剛－撓性板。目前的撓性印制板可以變曲成6.35mm的圓筒形（半徑為3.18mm）時也不會損壞元件和失去可靠性。因此，這種撓性印制板可以制成各種各樣的形狀，如電機中轉子上的應用等等。至于剛－撓性印制板結構更是多種多樣，這些產品廣泛應用于軍事、航天航空、計算機、通訊設備和汽車工業等等。且其應用比率呈迅速上升之勢。

②可制造更高密度或更精細節距的產品。由于采用更薄的銅箔（如5m m，9m m等）和更薄的介質（如聚酰亞胺膜厚可達25m m）以及不含增強材料（如玻璃布等）來加工更精細線寬與間距，目前操作窗口為75～150m m，而有些工廠已能常規生產50m m的線寬/間距的撓性板。因為含薄銅箔的撓性基材無采用增強的玻璃纖維，具有很平整的介質表面，故可生產出更陡直、高清晰度和完整的導線來。加上有更高的合格率，因而可克服撓性基材成本較高的問題。在制造微小孔方面，由于沒有增強的玻璃纖維布，介質層很薄，因而易于采用沖孔法、化學蝕刻法（某些化學溶液是能用圖像轉移方法來蝕刻聚酰亞胺薄膜的激光蝕孔和等離子體創造出比數控鉆孔得到的更微小的孔和各種形狀（如方形、長方形、橢園形等等）的孔、甚至可以制造出小到f 25～f 50m m的孔（如用激光方法），而成本也低得多，作為低成本制造微小孔來說，沖孔和化學蝕刻工藝也可能是未來會受到重視和普遍應用的方法。

③撓性線路的另一個優點是可以采用卷繞的傳送滾筒加工方法（Roll-to-Roll），易于自動化、量產化，從而大大提高了生產率，達到經濟性的生產。同時，由于牽拉加工一致，生產環境（溫度、溫度）條件易于控制，可減低由于分片（塊）制造時所帶來人為操作和管理因素影響其尺寸穩定性問題。或者尺寸變化誤差小，從而易于掌握和采取有效補償措施來解決，其結果可提高產品合格率和可靠性。因此，采用薄型撓性基材（膜）以連續的卷繞的傳送滾筒加工方法，其可行性和經濟性易于理解。這種方法也變得更重要了。因為它可以避免很多操作和管理所帶來的問題，其生產成本也將明顯降下來。

根據上述的特點，撓性基材具有更易于生產精細或超精細的線寬/間距和微小孔加工的優點，因而，撓性線路板更可能成為MCM-L生產的優選方法，實際上它已經開始MCM-L生產和應用了。

當然，剛性板有著很長（60年）的生產歷史和寵大的生產設施，目前，它占有PCB市場和產值90％以上，它在很多應用領域里有著豐富的實踐經驗和習慣勢力以及傳統的觀念。即使在成本相當的情況下，剛性板的市場仍然還會占主導地位。因為剛性印制板對生產成熟而龐大的設施和“網絡”是不會輕易放棄的。只有當撓性板的成本明顯地低于剛性板，或者剛性板在超精細節距的領域內已明顯地出現“無能為力”時，PCB廠商和用戶才會“逼上梁山”采用撓性板。所以，剛性板占主導地位還有相當長時間。今后PCB走向應是剛性與撓性相結合的產物即走向剛－撓性板的時代，而在高科技領域里，撓性板才能占主導地位。

近幾年來，用于生產撓性線路的材料有了變革性的進展，主要是：由粘結型走向無粘結型的覆銅箔撓性基材；薄銅箔或超薄銅箔的進展與應用；由沖孔后熱壓可撓性覆蓋膜（為了露出焊盤）走向可撓性感光顯影型覆蓋膜或者液態感光阻焊膜（或保護膜）等。由于這些撓性材料的變革性進步，大大地簡化了手工操作勞動，使撓性線路板走上自動化、量產化的軌道上來。

無粘結層覆銅箔撓性基材

無粘結層覆銅箔撓性基材的開發成功與應用，使撓性線路板的應用領域迅速擴大了。比有粘結層覆銅箔基材的撓性線路具有更薄和更好的結合（粘結）強度（特別是在高溫方面）。加上軍用規范更改而要求不能采用有粘結層的撓性線路板，所以，無粘結層的聚酰亞胺（或聚酯）/銅箔的撓性基材所生產的撓性線路能夠適合和滿足更小、更輕的電子產品的需求。

1、有粘結層覆銅箔撓性基材

有粘結層覆銅箔撓性基材是由介質層材料、粘結層材料和薄銅箔壓制而成的。介質層材料大多是采用聚酰亞胺（PI）、聚酯（PE）、Aramide和氟碳化合物。聚酰亞胺具有很好的可撓性、良好的電氣性能和好的耐熱特性；聚酯除了較差的耐熱性能外，其它性能與聚酰亞胺差不多；Aramide（芳香族聚酰胺）具有負的熱膨脹系數（CTE），但有很大的吸濕性，使用受到了限制；氟碳化合物具有很好的介電和電氣特性，主要應用于微波領域內。

粘結層材料，大多采用丙烯類（如丙烯酸樹脂）樹脂和改性環氧樹脂等等。它們除了具有好的粘結力外，還應具有好的耐化學腐蝕、耐熱特性、可撓性和電氣性能。

銅箔，可采用軋制退火（RA）的銅箔。一般來說，它具有更好的可撓性和可獲得更理想的精細線寬/間距，但目前大多數采用的是電鍍銅箔，盡管比起RA銅箔呈現出較差的可撓曲性能和較低的抗破裂性能以及制造超精細導線不夠理想，這對于那些反復撓曲條件（或次數）不多，如不作或少作來回猛烈彎曲運動場合等，它仍然是可用的。

很明顯，這種有粘結層覆銅箔撓性基材結構的主要缺點有：它需要昂貴的粘結層材料（大多為聚酰亞胺/丙烯酸類），使總成本較高；由于丙烯酸類粘結層的Z向膨脹系數大，加上介質層厚度，使整個Z向熱膨脹系數遠大于無粘結層的Z向熱膨脹系數，因而，不僅會造成撓性板內部引起缺陷（如分層等）,從而造成差的結合力和可撓性，而且還會給孔化電鍍（PTH）帶來隱患（當用于雙面板和多層板時）；由于粘結層和介質層材料的差異，對于多層板來說，還會因為化學蝕刻（如去沾污、粗化等）速率不同，造成孔壁上凹凸不平，甚至包覆鍍液等而帶來隱患，它是孔化電鍍方面的問題之一；由于有粘結層結構的基材其厚度較厚，造成撓性板厚度較厚，既不利于“小”、“輕”型化，又不利于抗熱性能和電氣互連的可靠性（因Z向較厚的有機材料的CTE遠大于銅箔的CTE，熱膨脹易于引起內連斷裂）。

2、無粘結層覆銅箔撓性基材

在無粘結層的基材中，覆銅箔是采用各種金屬化技術的一種方法，把銅層直接結合到介質層上。目前采用了三種方法：一是把聚酰胺酸加到銅箔表面上，然后加熱形成聚酰亞胺膜并zui后形成聚酰亞胺覆銅箔撓性基材；二是先在介質層上涂覆一層位壘金屬，然后進行電鍍銅來形成的；三是采用真空濺射技術或蒸發沉積技術，即把銅置于真空室中蒸發，然后把蒸發的銅沉積于介質層上來形成的。

很明顯，無粘結層的覆銅箔撓性基材能克服有粘結層覆銅箔基材的一系列缺點，其主要優點：具有更薄的基材厚度。不僅有利于微小孔加工，而且可以生產出更薄型或薄型的線路板來；具有更好的可撓曲性能，即使在相同材料的條件下，越薄的材料其可撓曲性能越好。同時，有粘結層材料本身的可撓性和粘結力也較差，所以，無粘結層的基材必然有更好的可撓曲性能和結合力；具有更好的導熱性。一方面越薄材料越易于散熱，另一方面有粘結層相對于介質層（特別是聚酰亞胺、聚酯）來說，其導熱性也較差；具有更高產品質量和可靠性，因而有很好的性能價格比。

感光顯影型覆蓋膜（保護膜）

這種覆蓋膜或保護層用來覆蓋和保護撓性線路在受熱（高溫）、潮濕、污染物和腐蝕氣體以及惡劣環境下起到“三防”的保護作用。采用干膜或者漏印涂覆層等方法來形成覆蓋膜或保護膜都是有效的。

1、干膜覆蓋層

干膜覆蓋層是采用涂布有粘結劑的介質材料，然后與加工形成撓性線路層一起疊層層壓方法來形成的。干膜覆蓋層的介質材料，采用與加工成撓性線路的基材介質層相同的聚酰亞胺、或聚酯材料，而粘結劑大多采用丙烯酸或環氧樹脂或聚酯等材料。

為了顯露出撓性線路板上的焊盤或連接部位的銅導體，在疊層層壓之前，必須根據其準確位置，于干膜覆蓋層上沖制或鉆孔其相應圖形來。由于定位、層壓等過程會帶來位置（尺寸）偏差，同時，加壓加熱時粘結劑可能的溢流問題，因此，干膜覆蓋膜的沖孔或鉆孔的相應圖形尺寸要大些，也避免定位偏差和粘結劑溢流帶來的可焊性和焊接問題。很明顯，這種加工圖形和層壓對位是很費事費時的，有時是很頭痛的事，這是造成合格率低、質量差和成本高的主要原因之一。

2、網印覆蓋層

網印覆蓋層是采用絲網漏印液態樹脂來形成的。所用的液態樹脂大多是丙烯酸環氧樹脂、丙烯酸聚氨脂類等樹脂，然后采用紅外線加熱或者紫外線輻射固化而成。環氧樹脂具有好的電氣性能和粘結力，但脆性大而表現出差的可撓性，所以環氧類的覆蓋層（或阻焊劑）材料組成的保護層、經不起多次彎曲便會發生“龜裂”、斷塊、zui終分成小塊狀而剝離下來，而單純的丙烯酸類雖有很好的可撓曲性，但粘結力和電氣性能都不如環氧類。因此，把兩者結合起來基本上可以滿足要求。

3、感光顯影型覆蓋層

對于在撓性線路上要顯露出理想的焊盤或連接部位來說，網印覆蓋層比干膜覆蓋層有了進步，但是這種薄型撓性基板進行網印覆蓋層及其厚度的控制難度很大，特別是對于有精細節距的圖形，對位度也成問題。因此推動了感光顯影型覆蓋層的開發和應用。

DuPont公司推出一種具有很好可撓曲性的感光顯影型干膜蓋層，它像感光抗蝕膜（干膜）那樣，貼在于撓性板面線路上，經曝光、顯影、烘烤來完成的，因而大大提高了生產率和產品質量。Coastes ASI公司大量生產一種水溶性液態感光阻焊膜（LPISM），型號為Aquaflex H20/600，特別適用于撓性線路板上，可采用整板漏印或噴涂、簾涂等方式完成。

連接層（Bond Plies）

這是指用來連結多層撓性線路板內層的粘結膜。它可采用基材中與介質層同類型的材料，或者特殊的粘結膜。

介質材料的粘結膜，如FR-4材料中的同類型材料的粘結片（prepreg半固化片）一樣，然后與加工后的內層進行疊壓而成。在某些剛－撓性多層板結構中為了提高剛－撓性部位內的結合力、降低成本和量產化，連接層（又作撓性部位的覆蓋層）采用了改性的環氧樹脂的半固化片，既保證了剛性部分的好結構強度，又能保證撓性部分的粘結力和可撓性。但是，這種B－階段的改性環氧樹脂連續層是不含玻璃布增強材料的。

特殊形式的粘結膜是采用Shedahl’s Z-Link材料，它僅以垂直方向起導體（conduct）連接作用。Z-Link是含有焊料球的聚酯樹脂來組成的。當連接層被覆蓋到內層上以后樹脂中的焊料球便在X、Y面內隨機（或無規則）地擴散開來，而在疊壓過程中這些內層被壓縮時，則焊料球便展平開來并在內層焊盤之間形成導體通路。導電顆粒在加熱加壓下（含壓縮）喪失其圓球狀而實現中間金屬連接（intermetallic joints）。

撓性線路板的制造技術與剛性PCB制造技術是相似的。但是撓性PCB由于采用可撓性基材和不含有增強材料，如玻璃布等，因此很薄、撓曲大，加上樹脂不同（采用聚酰亞胺或聚酯等），因而給撓性線路板的制造技術帶來了新的問題，主要是薄而可撓曲性、尺寸穩定性和孔化電鍍通孔質量等問題。

傳統工藝

壓制成具有粘結層的撓性覆銅箔基材（或無粘結層的覆銅箔基材），通過鉆孔、孔化電鍍（單面撓性板除外）、然后進行圖像轉移形成線路，這些加工過程要設有特制拉緊的夾具和索拉絲網才能完成。對于單雙面撓性板來說，還要貼壓上覆蓋膜（保護膜）。這種含有粘結劑并有與介質層相同的覆蓋膜要經過沖孔或鉆孔，然后對位貼準壓制而成。正如前面所述，由于尺寸穩定性，加上粘結劑在高溫高壓下溢流問題，因此沖孔或鉆孔尺寸要明顯地大于實際的焊盤尺寸，以保證焊接盤不受局部覆蓋和污染，達到焊接時完善性和可靠性。顯然，這種薄而可撓性膜材料的整個加工過程和操作是很費時費力的，是個令人很頭痛的事。

感光顯影型工藝

由于傳統工藝中的有粘結層覆銅箔基材存在著粘結力和孔化電鍍帶來的缺陷，加上覆蓋膜沖孔（或鉆孔）加工、對位和操作困難大，生產率低。隨著導體線路密度和迅速增加，新的規范（或標準）的制定與貫徹，這種傳統工藝已處于淘汰之中。

因此，采用無粘結層的覆銅箔基材和感光顯影型覆蓋膜的工藝技術是必然的發展趨勢并將帶來明顯的好處。主要是：較好地解決了銅箔（或導體）與介質層的結合強度、更好的可撓性和改善了孔化電鍍（孔壁）的質量；采用感光顯影型保護膜，通過貼壓（干膜型），或網印、噴涂、簾涂、簾涂（皆為液態感光材料）再烘干，然后進行圖像轉移工藝而得到的保護膜，便能很好解決焊盤的對位問題，因而可制造出更精細的線寬/間距來。

值得注意的是：采用環氧類的液態感光阻焊劑（用于剛性板上）的網印或噴涂等方法得到的覆蓋膜是不能滿足要求的。盡管環氧類的粘結力好，但脆性大，在受撓曲時便會發生“龜裂”，多次撓曲后便會“紛紛”剝離下來。因此，一般都采用含有丙烯酸類樹脂復合材料，來解決粘結力和可撓曲性問題。

新的Roll-to-Roll工藝技術

常規的工藝技術是采用一片片的分開來進行制造，再一塊塊板的壓制形成撓性板（單面、雙面和多層）。這種常規的撓性板制造方法，不僅費時費力、勞動強度大、生產率低，而且其尺寸穩定性（受熱、受濕等引起）也較難保證，對于制造高密度精細節距的線寬/間距相對來說，合格率不高、質量也較難保證，因而開發了連續傳送滾筒（Roll-to-Roll）生產工藝。

Roll-to-Roll工藝過程是：介質材料的聚酰亞胺薄膜在導通孔形成處沖制或激光（視孔徑大小，微孔采用激光為宜）形成導通孔。接著傳送到真空金屬化室，使薄膜兩面上和孔壁內真空沉積上2000埃厚的銅層，然后進入電鍍（水平式）銅加厚到5m m的低應力銅層。接著采用光致抗蝕劑（貼壓干膜、或網印或噴涂液態感光抗蝕劑）、圖像轉移（曝光、顯影）來形成內層圖形。對于要求5m m厚的導體來說，便直接采用減成法（蝕刻）工藝來制得。如果要求更厚的銅層有兩種方法：一是在金屬化后在電鍍銅時加長電鍍時間等來達到要求的厚度，不過全生產線的控制程序或加工參數相應地加以調整；二是顯影后再行圖形電鍍（PP）來達到，然后通過退膜后蝕刻。制成的內層（或雙面）線路進行檢測，貼壓聚酰亞胺薄膜（對于雙面撓性板為保護膜，對于多層撓性板為連接層即Bond plies）、圖像轉移（曝光、顯影）、進行焊盤電鍍，切割成所需要的尺寸（事先設計好圖形尺寸）。對于雙面撓性板來說可進入檢測工序，但對于多層撓性板（或MCM-L）還要進行正向連接、疊層對位層壓、zui后進行測試。當然，在層壓多層撓性板前的切割的內層還要再次檢測內層以除去不合格品。

很明顯，采用Roll-to-Roll生產工藝，不僅提高了生產率，而更重要的是提高了自動化程度。這種高自動化的生產明顯地減少了人為操作和管理因素，受環境條件（溫度、濕度潔凈度等）變化小，因而具有更均勻一致而穩定的尺寸偏差，從而也易于進行修正和補償（如通過底片、導通孔形成時），因為撓性基材沒有增強的玻璃布等，其尺寸變化或偏差遠大于剛性基材，只要其尺寸變化和偏差是有規律的，是可控的，那么這種尺寸變化和偏差是易于解決的。由于采用Roll-to-Roll工藝，其尺寸變化和偏差規律性好，所以它具有更高的產品合格率、質量和可靠性。

總之，隨著三維（立體或3D）和可撓性組裝的應用要求和擴大、超精細節距的高密度技術發展和電子產品繼續向“輕、薄、短、小”化的要求，將推動著撓性板材料及其制造技術的進步，使撓性印制板的地位將越來越重要，其增長速度會加快。首先是剛性印制板和撓性印制板結合起來形成剛－撓性印制板，以實現更薄、更精細導線和更*的互連（取代剛性的轉接）的產品。其次是撓性線路將進入高科技領域并形成新一代產品，如MCM-L，從經濟和制造技術角度上看，優選撓性材料將更為有利。

　

（林金堵）