一、項目立項背景
隨著全球環境能源危機的持續發酵和國內“雙碳”對排放要求的趨嚴，世界產業格局發生快速演變，以便攜可穿戴的消費類電子產品和新能源汽車等環境友好型產業處于爆發式增長態勢。柔性電路板(FPC)是電子終端信號傳輸的通道，是實現電子產品功能的關鍵所在。結合相關數據統計，2023年柔性電路板的全球市場份額將超1千億美元。預計到2030年，全球柔性電路板產業市場規模將達到1萬億美元。
高端柔性電路板(FPC)是消費電子和車載電子終端信號傳輸的高速公路，是實現電子產品功能的重要依賴。FPC是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性印刷電路板（圖2）。相比傳統的剛性印制電路板（PCB），配線密度高、重量輕、厚度薄且可彎折的 FPC 更能迎合下游電子產品智能化、便攜化、輕薄化的發展趨勢。目前，FPC以單層片式的生產方式為主，而未來高科技電子產品必然會對FPC提出了超精細、高密度、高可靠性和多層數的新要求。
傳統的柔性印制電路板（FPC）片式生產方式已不能滿足相關產品的技術要求。隨著撓性印制電路板（FPC）產品的廣泛應用，產品對制作技術的要求日趨提高，片式生產技術已不能滿足部分產品的技術需求，尤其是當多層板FPC的內層線寬/線距為35 um/35 um或以下的精細線路時，其合格率也并未因片式生產設備的生產條件受到嚴格控制而得到提高，片式生產方式費時費力、勞動強度大、生產率低、尺寸穩定性較難保證，以及對于制造高密度精細線寬/線距的FPC合格率不高，質量亦難保證。
針對上述問題，國際上領先大型FPC生產廠家已逐漸建立了卷對卷生產線。日本、美國、韓國等廠家的FPC卷對卷生產工藝及卷對卷設備都有了很大的進展，卷對卷方式生產FPC技術的發展重點體現在FPC產品的前段制程上，目前撓性印制電路板卷對卷生產工藝主要有單面板卷對卷生產工藝和雙面板卷對卷生產工藝兩種。國外目前領先的FPC企業已有多數在使用這種生產技術，主要有：日本日東電工、日本旗勝、日本藤倉化工、韓國INTERFLEX公司等企業。
而國內多層板FPC廠家極少采用卷式生產。目前采用卷式生產的主要為臺企FPC廠家，內資多層板FPC廠家則基本采用片式生產。隨著5G時代的到來，多層板，特別是高端多層板的應用越來越廣，目前高端多層板的產品主要由日、韓、美等廠家供貨，國內有少數臺企FPC廠家供貨，內資FPC廠家則幾乎無高端多層板產品供貨，或僅為樣品研發階段。
對多層板FPC的內層卷對卷生產工藝的開發，替代現有內層的片狀生產工藝，成為未來的高端多層柔性印制電路板（FPC）的技術發展趨勢。常規的多層柔性印制電路板（FPC），其內層（單面板或雙面板）為常規線路，通常均采用片狀生產工藝，而高端多層柔性電路板（FPC）的內層線路精細，需采用薄型銅箔甚至超薄型銅箔制作，內層銅箔厚度由36 um減薄至24 um，甚至更薄，最小線寬線距由45/45 μm降至35/35 μm，最小導通孔孔徑由0.15 mm降至0.05 mm，而片狀生產工藝易造成產品皺折、內層良率低且生產效率低，已不能滿足高端多層柔性電路板的制作要求。
因此，通過對多層板FPC的內層卷對卷制造工藝的開發，替代現有內層的片狀生產工藝，成為未來的高端多層柔性印制電路板（FPC）的技術發展趨勢，項目實現后可實現高端多層柔性電路板（FPC）國產化，逐漸替代進口。
二、項目研究方案
項目主要研發內容為高端多層柔性電路板關鍵技術工藝開發，擬解決關鍵技術問題的解決方案如下：
1、卷對卷精密蝕薄銅技術：采用新型RTR濕法工藝技術對常規銅箔進行減薄。主要目標為將常規銅箔（36 um）蝕薄為卷對卷所需厚度（≤24 um），均勻性大于95%；
2、多層板卷對卷鐳射鉆孔：采用國際先進的美國 ESI 鐳射鉆孔機搭配卷對卷對收放板機實現銅箔卷對卷鐳射鉆孔，取代傳統的 CNC 片式鉆孔，可實現多層板內層最小通孔直徑鉆孔加工能力由 0.15 mm 提升到 50 μm，本項目擬開展通過優化鐳射鉆孔設備功能及優化鐳射工藝參數，擬突破鐳射鉆孔制程能力，預期實現多層板內層最小通孔孔徑 40 μm、最小盲孔孔徑 50 μm；
3、卷對卷等離子處理技術：通過調控等離子能量和時間，精準實現等離子對鉆孔后殘留物的處置。主要開發適合處理鐳射鉆孔、黑膜和電鍍等工藝過程殘留的有機物、清潔孔壁和做干膜處理的等離子處理工藝；
4、卷對卷精密鍍銅填孔技術：項目擬開展通過選擇優良鍍銅藥水及優化鍍銅工藝參數，預期實現最小通孔 40 μm 鍍銅，孔銅 ≥8 μm。盲孔鍍銅時，采用填孔鍍銅工藝，采用專用的填孔鍍銅藥水，填孔鍍銅工藝可以提高電路板層間的導通性能，改善產品的導熱性，減少孔內孔洞，降低傳輸信號的損失，這將有效的提高電子產品的可靠性和穩定性。項目擬開展通過導入優化填孔鍍銅線、選擇優良鍍銅藥水及優化鍍銅工藝參數，預期實現最小盲孔 50 μm 鍍銅，盲孔全填，dimple ≤ 15 μm。實現35/35 um 精細線路的圖形轉移，實現在基板的雙面整體蝕刻均勻，蝕刻均勻性≧90%、線路線寬公差±15 μm制作能力的需求。
5、卷對卷鐳射優化技術：分解影響多層板的關鍵材料為銅箔、絕緣層（高分子膠膜）和銅箔為一個研究單元，開展包括微觀形貌、熱性能、3D顯微和元素分析等材料基礎性能研究，優選適合卷對卷生產的關鍵材料銅箔與膠膜組合，確定了兩種主要尺寸盲孔和通孔的激光鐳射工藝參數，完成項目既定的目標鐳射孔孔壁的突出和內陷控制在 15 μm 以下。
三、前期知識產權狀況
目前，申報單位申請的柔性電子及相關知識產權如下表。其中，牽頭單位單獨申請11項，合作申請5項（含美國專利2項）。
序號 | 知識產權名稱 | 專利號/申請號 | 專利類型 | 專利狀態 |
1 | 一種用于銅箔盲孔填孔的藥水 | ZL202110446738.0 | 發明 | 已授權 |
2 | 一種卷對卷銅箔精密LDI曝光機 | ZL202110470798.6 | 發明 | 已授權 |
3 | 一種柔性板卷對卷自動快壓機 | ZL202110445859.3 | 發明 | 已授權 |
4 | 一種卷對卷銅箔微蝕方法 | ZL202110461731.6 | 發明 | 已授權 |
5 | 一種卷對卷銅箔黑影方法 | ZL202110443798.7 | 發明 | 已授權 |
6 | 一種卷對卷銅箔盲孔填孔方法 | CN202110463011.3 | 發明 | 實質審查 |
7 | 柔性線路板及其制備方法、裝置以及計算機設備 | CN202110443796.8 | 發明 | 實質審查 |
8 | 卷對卷將銅箔蝕薄的方法、裝置、計算機設備 | CN202110442273.1 | 發明 | 實質審查 |
9 | 卷對卷對銅箔等離子體處理方法、裝置、計算機設備 | ZL202110454552.X | 發明 | 已授權 |
10 | 柔性線路板使用的環氧樹脂及其制備方法、裝置、計算機設備 | CN202110454519.7 | 發明 | 實質審查 |
11 | 卷對卷對銅箔鐳射鉆孔方法、裝置、計算機設備 | CN202110446210.3 | 發明 | 實質審查 |
12 | 一種柔性電路板卷對卷光板測試裝置及方法 | CN202110458490.X | 發明 | 實質審查 |
13 | 一種卷對卷銅箔壓膜裝置 | CN202110470799.0 | 發明 | 實質審查 |
14 | 一種短保壓快固化聚氨酯熱熔膠及其制備方法 | CN202211009203.8 | 發明 | 實質審查 |
15 | 一種用于銅箔盲孔填孔的新型藥水. | US 11,486,050 B1 | 美國發明 | 已授權 |
16 | 含無機透明導電薄膜的 全無機固態電致變色模組. | US 11,500,257 B2 | 美國發明 | 已授權 |
四、預期經濟社會效益
從市場需求來看，消費類電子產品、可穿戴式智能與新能源產業的快速增長和技術革新，特別是以智能手機為代表的移動互聯終端的快速增長，使 FPC 需求呈現爆發式的增長。
從產業鏈配套來看，項目投產后的服務對象包括京東方、深天馬、群創光電、歐菲光、萊寶高科等國內外知名電子產品制造商，項目的建成能更好地實現國內配套、就地配套。
從大環境來看，項目的建設將可為國內的 FPC 制造企業提供良好的借鑒，有利于其提高制程、生產管理能力及產品規模、產品檔次等，直接參與中高端撓性印制電路板市場的競爭，實現進口替代。
從產業鏈發展來看，本項目依托廈門市柔性電子創新聯合體開展工作，將以項目開展為契機，整合創新聯合體內柔性電子產業優勢資源，創新合作模式，力爭將廈門柔性電子產業打造成為新的千億產業鏈。
項目建成后，該項目預計的社會經濟效益及產學研成果如下：
1．預計將可實現年產 6 萬平方米多層柔性電路板的生產能力；
2. 預計實現相關營收 3000萬元，上繳稅收1000萬元，提供社會工作崗位 200 個；
3．形成柔性電路板生產關鍵工藝技術報告1份；
4．申請專利10項以上，其中申請發明專利8項以上，專利授權4項；
5．獲批省部級以上項目 2個以上；
6．發表論文 5篇以上，培養研究生 10 名以上。
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