氟树脂基材、印刷线路板和电路模块的制作方法_4

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氟树脂材料102的分解开始温 度,这是因为氟树脂材料102中的碳原子会转化成自由基,这进一步使氟树脂材料102活化。 即,据认为当热压接的温度不低于氟树脂材料102的熔点,优选不低于分解开始温度时,能 够加速氟树脂与利用硅烷偶联剂在载体100上形成的层的接合。
[0121] 更具体而言,氟树脂材料102的热压接温度的下限优选为比氟树脂材料102的熔点 高30°C,更优选高50°C。在具有约270°C熔点的FEP的情况下,热压接优选在300°C以上的温 度下进行,更优选320°C以上。另一方面,热压接温度的上限为600°C,更优选为500°C。这使 得氟树脂材料102的分解得到抑制。
[0122] 将压力设为O.OIMPa以上100.0 MPa以下。加压时间为0.01分钟以上1000分钟以下。 对于压力和加压时间没有特别的限制,通过考虑硅烷偶联剂的反应性等来设定。
[0123] 作为热压接的结果,据信,氟树脂材料102的氟树脂中呈自由基形式的C原子通过 另一个原子或原子基团而化学键合到利用硅烷偶联剂形成的硅氧烷键(Si-0-Si)。
[0124] 基于以下将描述的剥离强度的程度以及改性层3的耐蚀刻性,推测这些键包含共 价键。该推测基于这一事实,即:通过共价键,改性层3能够抵抗因化学作用(例如,蚀刻处理 的作用)而造成的去除。注意,改性层3是以膜状铺展的聚合物,并且存在这样的可能性,即 该聚合物和氟树脂可以利用形成于这二者之间的多个氢键从而牢固地彼此结合。因此,不 排除同时存在这些氢键和共价键的可能。
[0125] 在第三步骤中,通过除去载体100的至少一部分从而暴露改性层3的(参见图6 (C))。可以使用溶解法或剥离法去除载体100。
[0126] 首先将描述溶解法。当载体100是由卑金属制成的片材时,米用溶解法,这是因为 金属片材难以从氟树脂材料102上剥离下来。在氟树脂基材1(无导电图案11的基材)的制造 过程中,将载体1〇〇和氟树脂材料102的层叠体浸渍在能够溶解上述卑金属的溶液中,从而 完全除去载体100。
[0127] 当用铜材料作为载体100时,层叠体中的载体100(铜)溶解于蚀刻剂中。作为蚀刻 剂,适合使用这样的蚀刻剂,其含有氯化铁或氯化铜,并且比重为1.31g/cm 3以上1.33g/cm3 以下,游离盐酸浓度为O.lmol/L以上0.2mol/L以下。当使用蚀刻剂时,优选在以下条件下进 行蚀刻,其中温度为30°C以上45°C以下,浸渍时间为30秒以上2分钟以下。在这些条件下,能 够除去铜箱,并且可以防止将改性层3从氟树脂材料102上剥离下来。
[0128] 通过在载体100和氟树脂材料102之间进行热压接,硅烷偶联剂的一些亲水性有机 官能团与载体100化学结合。据认为,由于这些化学结合部分暴露于用于溶解载体100的蚀 刻剂中,所以其被转化为最初的亲水性有机官能团,或通过水解变成具有羟基的另一种官 能团。
[0129] 以下将对剥离方法进行说明。在使用剥离方法的情况中,将这样的载体用作载体 100:在于载体100和氟树脂材料102之间进行热压后,该载体易于从氟树脂材料102上剥离 下来。例如,将有机硅片材或金属箱用作为载体100。或者,可以使用在平面图中可看到分割 为多个块状区域的载体1〇〇,并且所述多个块状区域的至少一部分可被剥离。
[0130] 使用这样的载体100简化了第三步骤的工作。即,能够不进行溶解处理即可从氟树 脂材料102上除去载体100。虽然这种剥离方法也可被描述为转印方法,但是其与简单转印 的区别在于:在转印过程中,底漆材料101的性质会发生改变并结合到氟树脂材料102上。
[0131] 以下将对根据该技术的改性层3的形成方法与常见问题一起进行说明。
[0132] 因为氟树脂具有低的润湿性,因此如果采用将液体反应物直接涂布到氟树脂材料 102的表面的方法时,反应物将会不均匀地分布,因此,难以均匀地将亲水性有机官能团引 入到氟树脂材料102的表面上。因此,常规地使用等离子体法以对氟树脂材料102加以改性。 通过利用等离子体,易于在氟树脂材料102的表面上形成自由基,这有利于向氟树脂材料 102的表面上引入亲水性基团。但是,经过等离子体处理的氟树脂材料102的表面状态是不 稳定的,因此,其表面会逐渐返回到最初的稳定状态(表面非活性状态)。因此等离子体处理 的缺点在于不能长时间地保持氟树脂材料102的表面改性状态。
[0133] 为了解决这个问题,根据这种技术,将含有硅烷偶联剂、醇和水的底漆材料101附 着至载体100。由于载体100的表面具有良好的润湿性,所以液态的底漆材料1 〇 1会均匀地涂 布到载体100的表面上。
[0134] 此外,由于底漆材料101中所包含的硅烷偶联剂的亲水性有机官能团,所以载体 100以膜的形式铺展。然后,在大约120°c的温度下将处于该状态的载体100加热,从而使含 有硅原子的水解性含硅官能团水解,以产生硅烷醇基。此硅烷醇基再与另一个硅烷醇基缩 合形成硅氧烷键。同时,一些硅烷醇基和亲水性有机官能团与载体100结合。其结果是,据信 形成了聚合物膜,其中硅氧烷键结构是以网状二维排列的。
[0135] 然后,在该状态下,利用夹在载体100和氟树脂材料102之间的底漆材料101,将载 体100和氟树脂材料102层叠。然后在不低于氟树脂材料102的熔点的温度下对载体100和氟 树脂材料102进行热压接。
[0136] 因为底漆材料101以膜状的形式铺展在载体100上,因此当底漆材料101与氟树脂 材料102接触时,其不会由于氟树脂的防水性而变得不均匀。除了底漆材料101呈膜状这一 原因外,这还可以归因于在底漆材料101的干燥和加热过程中形成了硅氧烷键。由此底漆材 料101被按压在厚度大致均匀(几乎不存在厚度不均匀的情况)的氟树脂材料102上。然后, 通过在不低于氟树脂材料102的熔点温度下,对氟树脂材料102和载体100之间进行热压接, 据信,氟树脂中的碳原子通过另一个原子或原子团而结合至利用硅烷偶联剂形成的硅氧烷 键。
[0137] [印刷线路板的制造方法]
[0138] 印刷线路板10的制造方法类似于上述氟树脂基材1的制造方法。因此,将参照上述 氟树脂基材1的制造方法对印刷线路板1 〇的制造方法进行描述。
[0139] 在第一步骤中,将底漆材料101附着于作为载体100的金属片材上。底漆材料101包 含硅烷偶联剂、醇和水。该步骤与氟树脂基材1的制造方法中的第一步骤类似。
[0140] 在第二步骤中,通过干燥除去附着至载体100的底漆材料101中的醇,然后对载体 100进行加热。然后,利用夹在载体100和氟树脂材料102之间的底漆材料101,将载体100和 氟树脂材料102层叠,并进行热压接。该步骤与氟树脂基材1的制造方法中的第二步骤类似。
[0141] 接着,按照与制造印刷线路板的常规方法中所采用的蚀刻法相类似的方式形成布 线图案。例如,在作为载体100的金属层上形成抗蚀图案,将层叠体(载体100、金属层和抗蚀 图案的层叠体)浸渍于蚀刻剂中,然后除去抗蚀图案。由此形成导电图案11。
[0142] 与常规印刷线路板相比,其中改性层3暴露于其表面上的印刷线路板10能使粘附 材料(例如阻焊剂、导电性粘结剂、或覆盖膜)具有耐剥离性。
[0143] 用于制造氟树脂基材1的方法和用于制造印刷线路板10的方法的一个特征是,氟 树脂材料102未经受等离子体处理或碱处理。即,能够不进行这样的处理而制造具有表面活 性状态的氟树脂基材1或印刷线路板10。此外,利用该制造方法,可以通过相对简单的方式 在氟树脂基材1或印刷线路板10的表面上设置改性层3。
[0144] 根据本发明的实施方案实现了以下效果。
[0145] 根据本发明的一个实施方案的氟树脂基材1为包含氟树脂作为主要成分的氟树脂 基材1,该氟树脂基材包括位于其表面的至少一部分区域上的改性层3,改性层3含有硅氧烷 键和亲水性有机官能团,并且改性层3与纯水的接触角为90°以下。因此氟树脂基材1具有高 反应性。氟树脂基材1因此具有表面活性。此外,由于改性层3具有硅氧烷键,所以改性层3随 时间的推移是稳定的。即,具有上述结构的氟树脂基材1的表面改性状态(表面活性状态)比 常规氟树脂基材更稳定。
[0146] 优选地,使用平均厚度为12.5μπι的聚酰亚胺片材作为柔性粘附材料进行测定,平 均厚度为25μπι的环氧树脂粘合剂对改性层表面的剥离强度优选为l.ON/cm以上。采用这种 构成,层叠在聚酰亚胺片材等的表面上的被覆材料对于氟树脂基材1具有耐剥离性。更优选 的是,剥离强度为5.0N/cm以上。
[0147] 在氟树脂基材1中,优选的是,在蚀刻处理中改性层3不会被除去,其中在所述蚀刻 处理中,利用含有氯化铁且比重为1.33g/cm 3、游离盐酸浓度为0.2mol/L的蚀刻剂将所述改 性层在45°C的条件下浸渍2分钟。采用这种构成,即使对其上形成有金属层的氟树脂基材1 进行蚀刻处理,也可以维持氟树脂基材1的表面改性状态(表面活性)。因此,当在蚀刻处理 之后对氟树脂基材1进行任何各种处理时,都能在处理后提供令人满意的状态。例如,通常 在蚀刻之后对氟树脂基材1进行阻焊剂涂布处理和粘合剂涂布处理。由于即使在对氟树脂 基材1进行蚀刻处理后改性层3也能保持不变,因此这些粘附材料(阻焊剂和粘合剂)的剥离 强度具有足够高的值。
[0148] 在氟树脂基材1中,改性层3的表面的平均表面粗糙度Ra优选为4μπι以下。采用这种 构成,当将氟树脂基材1用作电路板时,可以实现令人满意的高频特性。具体而言,可以降低 层叠于改性层表面上的导电图案的接合面的表面粗糙度Ra。这降低了由于趋肤效应导致的 高频信号聚集部分的不均匀性,使电流能够线性流动,由此降低传输延迟和传输损失。
[0149] 在氟树脂基材1中,改性层3的平均厚度优选为400nm以下。采用这种构成,当将氟 树脂基材1用作电路板时,由于改性层3的高介电常数导致的介电损失并由此造成的高频特 性劣化得以抑制。
[0150] 在氟树脂基材1中,改性层3和氟树脂层2之间的键优选包含化学键。即,优选地,该 键可以仅由共价键形成,或者同时包含氢键和共价键,而不是由于改性层3和氟树脂层2之 间界面处的凹凸形状而获得的锚定作用所产生的简单物理作用来形成。采用这种构成,改 性层3和氟树脂之间的键变得比仅通过物理作用而形成的改性层3和氟树脂层2之间的键更 强。因此,与氟树脂基材中的改性层3通过由于锚定作用等简单物理作用而附着至氟树脂的 情况相比,氟树脂基材1可以长时期维持表面改性状态。
[0151]在氟树脂基材1中,所述亲水性有机官能团优选选自由羟基、羧基、羰基、氨基、酰 胺基、硫化物基、磺酰基、磺基、磺酰二氧基、环氧基、甲基丙烯酰基和巯基构成的组中。采用 这种构成,氟树脂基材1的表面的反应性(包括粘着强度)得以提高。
[0152] 印刷线路板10优选包括上述氟树脂基材1。采用这种构成,印刷线路板10内的粘附 材料具有耐剥离性。例如,在印刷线路板10中,粘附材料(例如导电图案11、阻焊剂、导电性 粘合剂,用于固定部件的粘合剂,或覆盖膜)可具有耐剥离性。
[0153] 印刷线路板10具有导电图案11,该导电图案11层叠在氟树脂基材1的具有改性层3 的区域中至少一部分。也就是说,导电图案11通过夹在导电图案11和氟树脂层2之间的改性 层3而附着于氟树脂层2上。采用这种构成,导电图案11的剥离得以抑制。
[0154] 在印刷线路板10中,被覆材料(被覆树脂或被覆部件)优选层叠在改性层3的表面 上。采用这种构成,能够使被覆材料的剥离强度高于当将被覆材料直接附着于氟树脂时的 剥离强度。
[0155] 电路模块20具有上述印刷线路板10。采用这种电路模块20,改性层3的存在可以抑 制粘附于印刷线路板10上的粘附材料的剥离,从而使电路模块20具有更高的可靠性。此外, 具有上述印刷线路板10的电路模块20在制造性方面比具有常规氟树脂基材的电路模块更 优异。此外,电路模块20在耐热性方面比具有常规环氧树脂基材的电路模块更优异。
[0156] 氟树脂基材1的制造方法包括:将含有硅烷偶联剂的底漆材料101附着于平板状载 体100的第一步骤;和通过热压接将包含氟树脂作为主要成分的氟树脂材料102结合到其上 附着有底漆材料101的载体100的表面上的第二步骤。采用这种方法,形成具有载体1〇〇(例 如,金属层)的氟树脂基材1。此外,由于底漆材料101附着于载体100上,然后通过热压接将 所得材料接合至氟树脂材料102,因此与直接将底漆材料101涂布至氟树脂的情况相比,能 够在在氟树脂材料102上形成具有相对均匀厚度(几乎没有不均匀的情况)的改性层3。此 外,通过进行热压接,硅烷偶联剂结合在一起从而形成硅氧烷键,所以改性层3随时间推移 是稳定的。也就是说,
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