左 陳 李剛林 吳 磊 茹敬宏 伍宏奎

（廣東生益科技股份有限公司 國家電子電路基材工程技術研究中心，廣東 東莞 523808）

0 前言

電子產品正朝著輕、薄、短、小方向發(fā)展，推動了FCCL及相關材料的薄型化。然而，撓性覆銅板（FCCL）及相關材料薄型化卻增加了下游撓性印制板（FPCB）廠家的操作難度，降低了其生產效率和合格率[1]。在超薄材料表面貼覆一層承載膜，以增加材料的厚度和剛性，可有效改善下游客戶的操作性、提高生產效率和合格率。FPCB產品對位精準度高、加工壓合溫度高、需經歷濕流程，這就要求所用承載膜具有良好的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性和優(yōu)異的耐化學性[2]。

承載膜是在基膜表面涂覆一層壓敏膠制成，常見的基膜主要有PE膜、CPP膜、PET膜和PI膜等[2]。其中PE和CPP膜價格較低，但耐熱性和尺寸穩(wěn)定性較差，難以用于FPCB領域；PI膜具有優(yōu)異的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，但價格昂貴，采用PI膜制備承載膜給FPCB客戶帶來顯著成本增加，難以接受；PET膜則價格適中，且具有良好的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，在FPCB用承載膜領域中應用最為廣泛[3]-[5]。

壓敏膠是一種對壓力非常敏感且可永久黏合的膠粘劑，僅需輕微的手指按壓力，便可以粘接不同種類的基材。壓敏膠按化學結構可以分為橡膠型和丙烯酸酯型，其中橡膠型的涂布工藝復雜，應用較少；丙烯酸酯類壓敏膠主要是由丙烯酸酯類和其他帶有乙烯基單體聚合而成，是目前應用范圍最廣的壓敏膠，具有優(yōu)異的耐候性和耐熱性[7]。丙烯酸酯類壓敏膠按聚合方法和溶劑類型可以分為乳液型和溶劑型；乳液型丙烯酸酯類壓敏膠環(huán)保、成本低，但耐熱性、剝離強度和內聚強度不如溶劑型丙烯酸酯類壓敏膠[8]-[10]。

本文合成一種耐高溫溶劑型丙烯酸酯壓敏膠，并以PET膜作為基膜，開發(fā)一種尺寸收縮小、粘性適中、耐化學性能優(yōu)異和高溫處理后不留殘膠的承載膜，以滿足下游FPCB廠家應對超薄材料的操作要求。

1 實驗部分

1.1 主要原材料

丙烯酸酯單體、引發(fā)劑、固化劑、助劑及溶劑等；PET膜、離型膜、覆蓋膜及其撓性覆銅板。

1.2 承載膜制備

1.2.1 聚丙烯酸酯合成

將丙烯酸酯單體、1/3引發(fā)劑及溶劑加入到帶有機械攪拌和冷凝裝置的燒瓶中，攪拌并升溫至65 ℃，反應2 h；然后再加入1/3引發(fā)劑，繼續(xù)攪拌并升溫至75 ℃，反應1 h后，加入剩余的1/3引發(fā)劑，繼續(xù)保溫反應4 h，停止反應后即得到粘稠狀聚丙烯酸酯溶液。

1.2.2 聚丙烯酸酯壓敏膠配制及承載膜制備

（1）聚丙烯酸酯壓敏膠配制：按一定配比將聚丙烯酸酯、固化劑及其助劑混合，并攪拌均勻，即得到溶劑型聚丙烯酸酯壓敏膠。

（2）承載膜制備：將聚丙烯酸酯壓敏膠涂布在厚度為50 μm PET膜表面，于120 ℃干燥5 min以除去溶劑并初步交聯(lián)，控制干膠厚度為5 μm，然后與離型膜復合，置于50 ℃烘箱中熟化2天，即得到承載膜。

1.3 承載膜貼合

將承載膜撕掉離型膜，然后以卷對卷的生產方式，將承載膜分別與覆蓋膜及FCCL的PI面貼合，貼合溫度為50 ℃，貼合壓力為0.1 MPa。

1.4 性能測試

（1）尺寸穩(wěn)定性：按照IPC-TM-650 2.2.4標準測試烘后的尺寸穩(wěn)定性。

（2）剝離強度：按照GB/T 2792-1998標準測試A態(tài)及高溫壓合后的剝離強度。壓合條件為快壓，溫度180 ℃，預壓10 s，預壓壓力10 kgf，成型壓120 s，成型壓力100 kgf。

（3）耐化學性：將貼合承載膜的覆蓋膜及FCCL在23 ℃±1 ℃、50%±5%RH環(huán)境中放置1小時，然后分別置于pH為13的NaOH溶液和pH為2的HCl溶液中處理1 h后，觀察樣品邊沿是否有液體滲入等不良表觀現(xiàn)象。

（4）抗污染性：將貼合承載膜的覆蓋膜及FCCL樣品高溫壓合，撕掉承載膜后，觀察是否有殘膠。壓合條件為快壓，溫度180 ℃，預壓10 s，預壓壓力10 kgf，成型壓120 s，成型壓力100 kgf。

2 結果與討論

2.1 尺寸穩(wěn)定性

選取四種不同型號的PET膜，涂布聚丙烯酸酯壓敏膠，干燥并熟化后分別與覆蓋膜、FCCL貼合，分別標識為PET-1、PET-2、PET-3及PET-4，測試尺寸穩(wěn)定性，結果（見表1）。

由表1可知，在高溫下，貼合承載膜的覆蓋膜和FCCL在高溫下均表現(xiàn)收縮，其中，覆蓋膜經緯向的尺寸收縮小于800×100-6，F(xiàn)CCL經緯向的尺寸收縮小于400×100-6，均可以滿足FPCB的加工要求。在4種PET膜中，以PET-1制備的承載膜尺寸穩(wěn)定性最優(yōu)，因此優(yōu)選PET-1作為承載膜用基膜。

2.2 剝離強度

承載膜應用于改善超薄覆蓋膜及FCCL的操作性，要求具有適中的剝離強度。若剝離強度過低，則在FPCB加工過程中容易分層，從而導致材料產生褶皺及藥水滲入；若剝離強度過高，則在加工完成之后，會使得撕膜困難，并易在材料表面遺留殘膠。根據(jù)FPCB應用經驗，承載膜的剝離強度在10～30 g/25mm之間具有最佳的使用效果。不同固化劑用量對承載膜剝離強度的影響（見圖1）。

由圖1可知，隨著固化劑用量增加，A態(tài)及壓合后的剝離強度均呈現(xiàn)先降低后增大的趨勢，在固化劑用量為2.5份時，A態(tài)及壓合后的剝離強度最低，分別為12 g/25 mm和25 g/25 mm。這是因為在固化劑用量較少時，隨著固化劑用量的增加，壓敏膠的流動性變差使得浸潤性不足是影響承載膜剝離強度的主要因素，從而導致剝離強度隨固化劑用量增加而降低；而在固化劑用量大于2.5 phr時，隨著固化劑用量增加，壓敏膠的內聚強度增大則成為影響承載膜剝離強度的主要因素，從而導致剝離強度隨固化劑用量增加而增大。此外，在相同的固化劑用量下，高溫壓合后的剝離強度均大于A態(tài)剝離強度，這是因為在高溫壓合過程中，壓敏膠的流動性增大，對PI面的浸潤性變好，從而導致剝離強度上升。

2.3 耐化學性

由于FPCB加工制程中需要使用大量酸性或堿性溶液，用于FPCB的承載膜必須要具備良好的耐化學性，否則容易導致分層及藥水滲入等不良現(xiàn)象，從而影響產品合格率。將貼合承載膜的覆蓋膜及FCCL在23±1 ℃、50%±5%RH環(huán)境中放置1 h，然后分別置于pH為13的NaOH溶液和pH為2的HCl溶液中處理1 h，取出觀察是否有溶液滲入等不良現(xiàn)象，結果（見表2）。

由表2可知，隨著固化劑用量增加，承載膜的溶液滲入變少，其耐化學性變優(yōu)。當固化劑用量為0.5份時，此時壓敏膠的交聯(lián)密度極低，因此出現(xiàn)了溶液嚴重滲入情況。當固化劑用量為1.5份時，壓敏膠的交聯(lián)密度有所提高，溶液滲入較少；當固化劑用量大于2.5份時，壓敏膠的交聯(lián)密度較高，此時無溶液滲入，具有優(yōu)異的耐化學性。

表1 尺寸穩(wěn)定性

圖1 固化劑用量對承載膜剝離強度的影響

表2 承載膜耐化學性

2.4 抗污染性

在FPC的加工制程中，承載膜只是作為一種輔料用于改善操作性而存在，因此，在FPCB加工完成之后，需要將承載膜撕除，且不能對FPC表面產生污染、殘留膠粘劑。將貼合承載膜的覆蓋膜及FCCL于高溫下壓合，撕掉承載膜后，觀察是否有殘膠，結果見表3。的流動性較差，與PI面的浸潤性相對不足，在撕掉承載膜時，則無膠粘劑殘留，具有較好的抗污染性。

3 結論

合成一種溶劑型聚丙烯酸酯，制備一種丙烯酸壓敏膠。優(yōu)選一種低收縮PET膜，并在其表面涂覆丙烯酸壓敏膠制備承載膜，可使貼合承載膜的覆蓋膜及FCCL的經緯向尺寸收縮分別小于800×10-6和400×10-6；當固化劑用量為2.5份時，A態(tài)及高溫壓合后的剝離強度分別為12g/25 mm和25 g/25 mm，具有優(yōu)異的耐化學性和抗污染性，滿足FPCB的加工應用要求。

表3 承載膜的抗污染性

由表3可知，隨著固化劑用量增加，承載膜的抗污染性變優(yōu)。當固化劑用量為0.5份時，撕掉承載膜后，F(xiàn)PC表面殘膠嚴重；當固化劑用量為1.5份時，撕掉承載膜后，F(xiàn)PCB表面只存在輕微殘膠；而當固化劑用量大于2.5份時，撕掉承載膜后，F(xiàn)PC表面無殘膠，具有優(yōu)異的抗污染性。這是因為當固化劑用量為0.5份時，壓敏膠的交聯(lián)密度低、內聚強度不足，在高溫壓合過程中，膠粘劑流動性較大，與PI面的浸潤性較好，從而產生較大的粘結力，在撕掉承載膜時容易導致膠粘劑殘留；而隨著固化劑用量增加，壓敏膠的交聯(lián)密度和內聚強度均增大，在高溫壓合過程中，膠粘劑