柔性印刷電路板(FPC)是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性和絕佳曲撓性的印刷電路。由于它體積小、質(zhì)量輕和厚度薄等一系列優(yōu)勢(shì)而越來(lái)越為電子設(shè)計(jì)師們所青睞,被廣泛應(yīng)用于手機(jī)和筆記本電腦等各種便攜式及其他電子產(chǎn)品中。
電子產(chǎn)品制造業(yè)是高性能雙面壓敏膠帶**的應(yīng)用市場(chǎng),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在中國(guó)其年銷(xiāo)售額超過(guò)1億美元。其中柔性電路板組裝行業(yè)對(duì)壓敏膠帶的需求占有相當(dāng)大的比例,在3G、智能型手機(jī)、數(shù)字相機(jī)及顯示器的需求帶動(dòng)下,全球柔性電路板行業(yè)一直維持在8%~10%成長(zhǎng)幅度。
目前在柔性電路板組裝行業(yè)中,PET基材雙面壓敏膠帶、無(wú)紡布基材雙面膠帶以及無(wú)基材的純膠膜壓敏膠產(chǎn)品都正在被大量地使用。每種類型的膠帶產(chǎn)品都有各自的優(yōu)勢(shì)和短板,柔性電路板客戶需要結(jié)合自身不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝流程以及下游客戶的要求來(lái)考慮選擇合適的膠帶產(chǎn)品。
雙面壓敏膠帶通常被貼附于柔性電路板表面用作與電子產(chǎn)品的機(jī)殼或框架的固定,以及柔性電路板補(bǔ)強(qiáng)片或某些電子元器件的組裝。從這些被粘部件的材質(zhì)看,機(jī)殼或框架大多為工程塑料或金屬,如ABS、PC或ABS+PC、鋁鎂合金和不銹鋼等,有時(shí)還會(huì)在工程塑料中摻加玻纖或滑石粉以提高強(qiáng)度。柔性電路板補(bǔ)強(qiáng)片的材質(zhì)多為FR4的環(huán)氧玻纖復(fù)合片材。不同的材質(zhì)決定了壓敏膠帶對(duì)其表面具有不同的粘接強(qiáng)度,選擇時(shí)需要針對(duì)應(yīng)用做測(cè)試評(píng)估。
此外,在電子產(chǎn)品尤其是手機(jī)相機(jī)等小尺寸產(chǎn)品的組裝過(guò)程中,受到內(nèi)部空間的限制,柔性電路板通常會(huì)被大幅度地彎曲變形和扭曲變形,導(dǎo)致其內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生。這對(duì)壓敏膠帶的粘接應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。如果發(fā)生柔性電路板與被粘部件的脫落或分離,將會(huì)嚴(yán)重影響電子產(chǎn)品的功能和壽命。
產(chǎn)品組裝完畢出廠后,其使用環(huán)境差異極大,從高溫高濕的熱帶地區(qū)到嚴(yán)寒低溫的兩極地區(qū)都有可能,使用年限短則數(shù)年,長(zhǎng)則數(shù)十年。因此對(duì)壓敏膠的綜合性能要求極高,需要進(jìn)行一系列的粘接強(qiáng)度測(cè)試和耐老化及耐溫性測(cè)試等。由于丙烯酸酯體系的壓敏膠屬于合成樹(shù)脂型,通過(guò)高分子共聚反應(yīng)可以引進(jìn)各種官能基團(tuán),使粘附力和自身的內(nèi)聚力都表現(xiàn)出色,對(duì)于金屬和非金屬材料的膠接都沒(méi)有問(wèn)題,可以覆蓋柔性電路板組裝行業(yè)所有的常用材料。特別因?yàn)楸┧狨好裟z沒(méi)有不飽和鍵,與天然橡膠系或合成橡膠系壓敏膠相比,具有優(yōu)良的抗氧化性、良好的高低溫性能和無(wú)色透明不黃變等優(yōu)點(diǎn),具有**應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此柔性電路板行業(yè)所用的雙面壓敏膠帶絕大多數(shù)都為丙烯酸酯體系的產(chǎn)品。
從國(guó)內(nèi)各大柔性電路板制造及組裝廠商當(dāng)前常用的雙面壓敏膠帶來(lái)看,為了確保柔性電路板對(duì)機(jī)殼或補(bǔ)強(qiáng)片的粘接牢固,對(duì)剝離強(qiáng)度有一定的要求。參照ASTMD3330(180°剝離角度)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),以不銹鋼為測(cè)試基板,壓敏膠帶在其表面的粘接強(qiáng)度下限至少應(yīng)該大于3 N/cm,力值越大越好。由于對(duì)膠帶厚度有一定的限制,**剝離強(qiáng)度一般都不會(huì)超過(guò)20N/cm。大多數(shù)常用的壓敏膠帶產(chǎn)品剝離力都在5 N/cm~15 N/cm,基本可以滿足柔性電路板固定的應(yīng)用要求。
當(dāng)前在該行業(yè)內(nèi)常用的雙面壓敏膠帶厚度范圍通常在0.03 mm ~ 0.15 mm(不包含離型紙),以求在滿足粘接固定的要求下盡量減少對(duì)空間尺寸的占用,這也正是膠帶產(chǎn)品較其他傳統(tǒng)固定方法而言強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)所在。相同的膠帶厚度和膠層組份時(shí),純膠膜壓敏膠帶較之PET基材雙面壓敏膠帶和無(wú)紡布基材雙面膠帶,在剝離強(qiáng)度上通常有更好表現(xiàn),也更適合于帶有一定曲面弧度的粘接應(yīng)用。反之,PET基材雙面壓敏膠帶和無(wú)紡布基材雙面膠帶由于基材結(jié)構(gòu)對(duì)膠層的支撐作用,更適合于需要進(jìn)行形狀復(fù)雜的模切加工,不易產(chǎn)生溢膠和離型紙剝離時(shí)的拉膠現(xiàn)象,尤其方便手持粘接作業(yè),提高生產(chǎn)效率。此外,由于PET材料自身的耐溫性問(wèn)題,所有的PET基材雙面壓敏膠帶耐溫性都受到限制,短期耐溫性不超過(guò)200 ℃,長(zhǎng)期耐溫性更低。而純膠膜膠帶和特別材質(zhì)的無(wú)紡布雙面膠帶可以實(shí)現(xiàn)短期200 ℃甚至更高的耐溫性能表現(xiàn)。
在壓敏膠帶使用時(shí),足夠的壓力、保壓時(shí)間和貼合環(huán)境溫度對(duì)粘接效果有至關(guān)重要的影響。通常建議貼合參數(shù)為103 kPa壓力下保持15 s ~20 s,環(huán)境溫度在21 ℃~38 ℃**。施壓后的靜置停留時(shí)間也對(duì)粘接強(qiáng)度的建立有積極影響,尤其當(dāng)環(huán)境溫度偏低時(shí)差異顯著。對(duì)于某些表面能偏低的材質(zhì)粘接,以及需要承受持續(xù)內(nèi)應(yīng)力的粘接應(yīng)用,粘接前使用一些底涂劑涂覆在被粘材質(zhì)表面,有助于柔性電路板粘接更加牢固穩(wěn)定。