CNCET电子化学品系列之17：聚酰亚胺柔性覆铜板-化工智库
作者单位：中国化工经济技术发展中心（CNCET）
柔性覆铜板（FCCL）又称挠性覆铜板，是指在聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜等挠性绝缘材料的单面或双面，通过一定的工艺处理，与铜箔粘接在一起所形成的覆铜板。它是挠性印制电路板（FPC）的加工基板材料，是由挠性绝缘基膜与金属箔组成的帕特莱利。由铜箔、薄膜、胶粘剂三个不同材料所复合而成的挠性覆铜板称为三层型挠性覆铜板（简称“3L-FCCL”）；无胶粘剂的挠性覆铜板称为二层型挠性覆铜板（简称“2L-FCCL”）。
FCCL除具有薄、轻和可挠性的优点外，用聚酰亚胺基膜的FCCL还具有电性能、热性能、耐热性优良的特点。其较低的介电常数使得电信号得到快速传输；良好的热性能，可使组件易于降温；较高的玻璃化温度（Tg）可使组件在更高温度下良好运行。由于大部分FCCL产品，是以连续成卷状形态提供给用户，因此采用FCCL生产印制电路板，利于实现FPC的自动化连续生产和在FPC上进行元器件的连续性表面安装。用FCCL为基板材料的FPC广泛用于手机、数码相机、数码摄像机、汽车卫星方向定位装置、液晶电视、笔记本电脑等电子产品中。
世界供需
20世纪初至40年代末，覆铜板行业开始萌芽，50年代欧美开始出现FCCL。1969年，荷兰菲利普公司成功开发出聚酰亚胺薄膜作基材的PCB用基板材料，从此FCCL的研发开始逐渐起步。
2017年全球FCCL年产能为4.0亿平方米。未来几年全球有不少新建拟建项目，预计到2022年全球FCCL产能将达5.5亿平方米/年谭甫仁。
世界FCCL的生产集中度较高，主要集中在日本、韩国、中国大陆和台湾地区。根据中国电子材料行业协会统计， 2017年日本FCCL产量占全球总量的36%；韩国占22%；中国大陆占21%；台湾地区占15%。目前，三层有胶型挠性覆铜板市场占有率较高的有日本的有泽制造（Arisawa）、台湾的台虹科技（Taiflex）、美国的杜邦（DuPont）等；高端的二层无胶型挠性覆铜板生产主要集中在新日铁化学（Nippon Steel）、三井化学（Mitsui Chemical）、日东电工（Nitto Denko）等日资企业。随着FPC产业快速成长tamato，FCCL产业也发展迅速。
2017年，全球FCCL表观消费量为3.1亿平方米。未来几年，全球FCCL产业将继续保持稳健、快速的发展势头。预计2022年，全球FCCL表观需求量将达到3.9亿平方米。2017~2022年全球FCCL表观需求量年均增长率为4.7%。
国内供需
我国从20世纪50年代开始进行覆铜板研究，直至80年代FCCL还处于试制或小量生产阶段，未形成商业生产。1987年，广东生益科技股份有限公司FCCL项目建成投产，使得我国在此领域与国外差距逐步缩小。1995年之后，随着更多生产线的引进惊世皇后，我国覆铜板产业逐渐进入发展阶段。2012年我国FCCL年产能为5200万平方米， 2017年达到8400万平方米。2012~2017年，我国FCCL产能年均增长率别为10.1% %。目前部分产品供出口，但高端产品还需要进口。
我国具有一定生产规模的FCCL厂家有30余家，主要分布在珠三角地区和长三角地区，其中，台资企业主要有7家；韩资企业1家；本土企业20多家。主要生产企业有：广东生益科技股份有限公司、山东莱芜金鼎电子材料有限公司、九江福莱克斯有限公司、昆山雅森电子材料科技有限公司、律胜科技（苏州）有限公司、上海佳基电子有限公司、常州福莱西宝电子材料有限公司、华烁科技股份有限公司、深圳丹邦科技股份有限公司、中山市东溢新材料有限公司和北川天讯新材料有限公司等。
未来几年，国内有多个FCCL新建拟建项目许锦江 ，主要有杭州福斯特光伏材料股份有限公司年产400万平方米单面无胶挠性覆铜板项目、济南中北新材料有限公司年产800万平方米高性能两层法挠性覆铜板项目、宏威高新材料有限公司年产3000万平方米高端挠性覆铜板项目、梅州超华电子绝缘材料有限公司年产700万平方米、湖北奥马电子科技有限公司产300万平方米高端挠性覆铜板项目、德阳普裕科技有限公司年产500万平方米高端挠性覆铜板项目、台虹科技（南通）股份有限公司年产300万平方米高端挠性覆铜板项目等。预计2022年，我国FCCL产能将达到1.6亿平方米/年，2017~2022年我国FCCL产能年均增长13.8%。
2017年我国FCCL表观消费量为5200万平方米，几乎全部用来生产柔性电路板（FPC）和出口建安七子是谁，FPC主要用于以智能手机、车载电子、OLED等移动设备为首的消费类电子产品领域。另外，可穿戴智能设备等新兴消费类电子产品市场的快速兴起也为FPC产品带来新的增长空间。同时，各类电子产品显示化、触控化的趋势也使得FPC借助中小尺寸液晶屏及触控屏进入到更为广阔的应用空间，市场需求日益增长。预计2022年，我国FCCL表观需求量将达到8500万平方米。2017~2022年我国FCCL表观需求量年均增长率为10.3%。
生产技术
由于挠性覆铜板的结构不同，其制造方法分为两层法和三层法。
（1）两层法
两层法针对的是无胶粘剂层的挠性覆铜板，其仅适用于聚酰亚胺薄膜挠性覆铜板。在2L-FCCL制作方面主要有三种工艺：溅镀法、涂布法和层压法。
1）溅镀法生产的2L-FCCL具有优异的耐焊锡性、高尺寸稳定性，产品的外观品质感好，箔层的厚度可以达到5μm以下，被广泛应用于高端便携式电子产品中。但是这种方法也存在废液难处理，环境污染较大，设备复杂，成本费用高等问题。
2）涂布法是将聚酰亚胺（PI）的预聚体聚酰胺酸（PAA）单面涂布在铜箔表面，经干燥和高温亚胺化，制成2L-FCCL。该方法制作过程相对简单，容易实施。但是，产品在粘合性和尺寸稳定性不佳。目前，涂布法主要用于生产单面的2L-FCCL，而且难以生产出超薄的产品。李树浩
3）层压法是2016年来发展相对较快的一种工艺方法。它是先在低热膨胀系数PI膜基础上，双面或单面涂布预聚体PAA，然后干燥和亚胺化，制成复合膜，再与铜箔进行层压，制成双面或单面的产品。该方法制作过程也比较简单，可生产单面或双面产品茅山风云录 ，且产品的粘合性和尺寸稳定性都较好，但是该方法也无法生产超薄FCCL秦皇岛一中，所用的铜箔厚度很难低于12μm镜泊湖奇观，同时生产成本较高。
（2）三层法
三层法针对的是有胶粘剂层的FCCL，在铜箔和介电基片层中间应用不同种类的胶粘剂经热压粘结而成。该制造方法可适用于所有材料的FCCL的制造，也是目前最广泛应用的制造方法。
三层法具体步骤为在介电基片层上涂布胶粘剂，烘干除去溶剂并使胶粘剂半固化，然后与铜箔辊压或层压复合姚剑军。这种方法适用性强，粘结度高，但是由于要蒸发掉大量溶剂，对环境污染较大。
目前大多数情况下使用的FCCL均以聚酯或聚酰亚胺为介电基片层，采用三层结构的阻燃型及非阻燃型FCCL。
展望
FCCL是柔性印制电路板的关键基础材料，主要有三层和二层两大类。随着电子产品小轻薄方向发展，其市场前景广阔。
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