专利名称：离型膜以及由其制造挠性印刷电路板的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造挠性印刷电路板或刚性挠性印刷电路板的离型膜。本发明还涉及一种利用该离型膜制造挠性或刚性挠性印刷电路板的方法。
背景技术：
挠性印刷电路板(以下有时称为“FPC”)是由绝缘基材如聚酰亚胺的表面上布有预先设定的电路的挠性电路元件所构成。通常，这样的FPC是通过将覆盖层覆盖在挠性电路元件上，然后用压机通过以离型膜作为中间层进行层压而制得，所述覆盖层是一种涂覆有粘结剂的耐热树脂膜，用于绝缘和电路保护。
采用这样的制造方法，要求FPC和压机垫板之间必须具备良好的离型性，覆盖层具有良好粘着性能足以应付挠性电路元件的不均匀性，还需要对整个FPC进行均匀施压。在FPC生产中要求具有良好“成型性”，包括离型性、形状追随性(shape-following characteristics)、以及对整个FPC进行均匀施压而消除孔隙。
离型膜所要求的其他特性中，需要提及的有成品FPC外表上几乎没有褶皱；覆盖层粘结剂的流动小；加压过程中粘结剂从覆盖层边缘溢出的程度小；导体部分没有造成污染，因此随后步骤中电路的可镀性好；以及使用后的离型膜没有被破坏。评价这些特性的标准，可参照日本JPCA(日本印刷电路协会)标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离型膜，该离型膜在目前并不满意的离型性和形状追随性方面的性质得到改进，而其它特性与FPC制造中所采用的现有离型膜相近。本发明的另一个目的在于提供一种采用该离型膜制造FPCs的方法。该离型膜在抗撕裂强度、延展性、抗拉强度、以及成本方面都优于现有离型膜。
本发明提供的离型膜包括含热塑性树脂的离型层，该热塑性树脂在180℃下的粘弹性系数为50至250MPa。基于聚对苯二甲酸丁二醇酯的树脂是一种优选的热塑性树脂。优选地，该离型膜包括离型层和缓冲层，缓冲层设置在离型层的一面上，且缓冲层所包含的热塑性树脂不同于离型层的热塑性树脂。可在缓冲层上与离型层相反的那一面上铺设二级离型层(第二离型层)。
另一方面，本发明提供了一种制造包括挠性印刷电路板和刚性挠性印刷电路板的印刷电路板的方法，该方法包括将挠性电路元件叠放，依次放入覆盖层(类似于覆盖层的粘结剂膜)以及上述的离型膜，然后进行层压处理。
发明详述以下对本发明进行详细描述。印刷电路板不仅包括FPCs(挠性印刷电路板)，还包括所谓的刚性挠性印刷电路板。在制造这种刚性挠性印刷电路板印刷电路的过程中，也是先将类似覆盖层的粘结剂膜覆盖在刚性挠性印刷电路元件上，然后用本发明的离型膜层压覆盖后的元件，从而制造得到印刷电路板。因此，下述描述只针对FPCs。
在FPCs的制造中，要求离型膜具有良好的离型性。如果离型性不好，会带来很多问题，例如在层压后进行剥离的步骤中，离型膜会断裂而部分粘着在FPC上，或者相反地，部分电路会从FPC上剥离下来。
(离型层)离型膜的离型层中的树脂是这样的热塑性树脂，该热塑性树脂在180℃下的粘弹性系数为50至250MPa，优选为60至200MPa，更优选为70至150MPa。如果粘弹性系数低于该水平，离型层树脂表面会在要求的层压温度下软化，从而使流动性增加而熔合到FPC的铜箔部分，因此使离型性变差。如果粘弹性系数高于上述范围，离型性会很好，但粘着在覆盖层上的粘结剂的流动性会增加，导致形状追随性变差。
尤其是，基于聚对苯二甲酸丁二醇酯的树脂是优选的热塑性树脂。这样的树脂包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下有时称为“PBT”)及其共聚物。优选的共聚物为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚四亚甲基二醇共聚物。共聚物中的共聚单体部分并不受特别限定。
在该离型层的一面上，可铺设缓冲层。进一步优选在缓冲层上与离型层相反的那一面上铺设二级离型层(第二离型层)。这两层离型层可以由一种相同的树脂构成，也可由不同树脂构成。
离型层的厚度为10-100μm，优选为15-50μm。如果离型层较薄，离型层会在层压中断裂，在将离型膜从FPC上分离的步骤中，离型层树脂将部分留存在FPC面上。相反，如果厚度大于上述范围，形状追随性将变差，粘着在覆盖层上的粘结剂的流动性会增加。
离型层优选的10-点平均表面粗糙度(Rz)为10-45μm。离型层的这种表面粗糙度可以通过传统的表面处理方法，如压花处理而获得。在压花处理中，可采用包括将膜在高温和高压下通过带有花纹的辊(matte roll)体系的方法，或者可采用包括利用接触辊将从冲模得到的膜抵压在压花/冷却辊上的方法。在这样的压花处理中，温度优选为120-220℃，更优选与离型层树脂的软化温度一致的140-190℃。压花处理步骤中的压力为50-200kgf/mm2(表压)，优选为60-120kgf/mm2。用于压花的带有花纹的辊的粗糙度以10-点平均粗糙度(Rz)表示，为0.05μm-1mm。离型层的表面粗糙度(Rz)为10-45μm，优选为15-43μm。如果表面粗糙度小于上述范围，离型层将会断裂。相反，如果超过上述范围，压花图案会被压到FPC上。
(缓冲层)离型膜的缓冲层优选由不同于离型层的热塑性树脂构成。优选地，该树脂的软化温度(维卡(Vi-cat)软化温度)为50-160℃。当树脂的软化温度低于50℃时，树脂将从离型膜的边缘渗出，并粘着在热的压盘上，因此在施压步骤中，可能引起后续步骤中的二级污染。另一方面，当软化温度高于160℃时，成型性下降，在FPC中可能会形成孔隙。缓冲层的厚度不受具体限定。
对于这样树脂的具体实例，可以提到的有基于聚乙烯的树脂、基于聚丙烯的树脂、以及基于乙烯-丙烯酸甲酯(以下称为EMMA)的树脂。尽管离型层和缓冲层之间可以插入粘结剂树脂，但为减小树脂从膜的边缘渗出，优选离型层和缓冲层之间不含有这样的树脂。
(制造离型膜的方法)可使用本领域已知的任何层压方法来制造本发明离型膜的多层膜结构，可采用的层压法例如为共挤出层压、挤出层压和干层压方法。
本发明的膜被用作FPC制造工艺覆盖层的层压中的离型膜，离型膜的使用方法与传统离型膜相同。在层压中，由SUS板、纸片、离型膜、覆盖层(粘结剂膜)、挠性电路元件(一面)、以及SUS板依次叠放构成的结构被两个热压盘夹在中间，在设定条件下加压、加热，然后进行二次硬化。通常，离型膜、覆盖层和挠性电路元件可以重复叠放。本发明的离型膜不仅可用于短时间成型(通常称作热-热施压的施压方法)，也可用于称作冷-热施压的施压方法中。
实施例以下实际实施例和比较实施例只用于进一步举例说明本发明。这些实施例绝无意于限制本发明的范围。实施例和比较实施例中所采用的材料如下离型层树脂聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚四亚甲基二醇共聚物(基于PBT的树脂)产品号5505S(Mitsubishi Engineering Plastics的产品)，粘弹性系数100MPa聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚四亚甲基二醇共聚物(基于PBT的树脂)产品号5510S(Mitsubishi Engineering Plastics的产品)，粘弹性系数70MPa聚对苯二甲酸丁二醇酯(基于PBT的树脂)产品号5020F(MitsubishiEngineering Plastics的产品)，粘弹性系数110MPa聚对苯二甲酸丁二醇酯-十二烷二酸共聚物(基于PBT的树脂)产品号1200D(Toray的产品)，粘弹性系数30MPa
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)产品号1200S(Toray的产品)，粘弹性系数110MPa加入填充剂(硅石)的聚对苯二甲酸丁二醇酯(基于PBT的树脂)产品号5020SCAMD24(Mitsubishi Engineering Plastics的产品)，粘弹性系数300MPa缓冲层树脂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)产品号Acryft WH102(SumitomoChemical的产品)，软化温度73℃聚乙烯(LDPE)产品号Sumikathene L211(Sumitomo Chemical的产品)，软化温度100℃聚丙烯产品号Noblen FS2011DG2(Sumitomo Chemical的产品)，软化温度154℃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)产品号Evatate K5010(SumitomoChemical的产品)，软化温度41℃所示软化温度为Vicat软化温度(JIS K 6730-1981)。
实施例1-6将表1所示的离型层树脂和缓冲层树脂分别添加至两个挤出机中，然后通过一双层模头共挤出，得到多层离型膜(实施例1-4)。
进一步，将表1中的离型层树脂、缓冲层树脂和二级离型层树脂分别喂入三个挤出机中，然后通过三层模头共挤出，得到多层离型膜(实施例5-6)。
在185℃、5MPa下，利用单阶段型压机以2分钟时间将所得到的各多层离型膜和挠性印刷电路板(FPC)压在一起。然后，取出复合物，按照如下所述方法对性能进行评价。结果示于表1中。
比较实施例1和2将表2中的树脂喂入至挤出机中，通过单层模头挤出得到单层离型膜。在175℃、4MPa下，利用多阶段型压机以60分钟的时间将所得到的单层离型膜和挠性印刷电路板(FPC)压在一起。然后，取出所得层压板，用如上所述的相同方法评价其性能。结果示于表2中。
实施例7-11采用如实施例1的方法，将表3中的树脂通过双层模头，共挤出而得到离型膜。对离型膜进行离线式压花处理(温度170℃；压力100kgf/mm2(表压))。
在175℃、5MPa真空条件下，利用多阶段型压机以60分钟的时间将所得的各多层离型膜和FPC压在一起。依据上述方法对所得层压板进行性能评价。结果示于表3中。
比较实施例3-5按照实施例1的方法，将表3中的树脂制成离型膜。除了比较实施例4的膜以外，其余膜都进行压花处理。所有膜都按照上述方法进行评价。结果示于表3中。
实施例12-14以及比较实施例6-8按照实施例1的方法，通过双层模头共挤出表4中的树脂而制得离型膜。按照上述方法对所得离型膜进行处理与评价。结果示于表4中。采用Seiko Denshi model DMS-210粘弹性测量仪测量各离型膜的粘弹性系数。
根据JPCA标准(设计指南手册单面和双面挠性印刷电路；JPCA-DG02)，通过下述标准进行如下评价。
用Handysurf Graph E-30A(Tokyo Seimitsu的产品)测定各离型膜的离型层表面粗糙度。
(评价项目)成型性(根据Para.7.5.3.3气泡)○孔隙形成率小于2.0％；×孔隙形成率不小于2.0％。
CL(覆盖层)粘结剂流动(根据Para.7.5.3.6覆盖层粘结剂流动和覆盖层渗漏)○流动小于150μm；×流动不小于150μm。
从离型膜边缘渗出的长度(从被测膜的4个边缘渗出树脂的长度)○小于1.2mm；×不小于1.2mm。
成品外观褶皱(根据Para.7.5.7.2褶皱)○褶皱出现率小于2.0％；×褶皱出现率不小于2.0％。
离型性(离型膜的断裂)(根据Para.7.5.7.1表面外部特征)○断裂出现率小于2.0％；×断裂出现率不小于2.0％。
可镀性(良品被镀金属的面积不小于电镀面积的90％；根据Para.7.5.4被镀金属的外观)○良品所占比例不小于98％；×良品所占比例小于98％。
表1
表中各数值表示厚度(μm)。
表2
表中各数值表示厚度(μm)。
表3
表中各数值以μm表示。
表4
工业实用性在制造FPCs的层压步骤中，本发明的离型膜(单层或多层)提供了优良的离型性和可成型性，这是传统单层离型膜所不具备的性能，这样优秀的离型性和可成型性使成品FPCs保持了良好的离型性、形状追随性、均匀成型性和可镀性，以及在成品FPCs外表上的褶皱方面也保持了良好的特征。且，当离型层表面上被压花处理后，施压后的离型性得到改善。本发明的离型膜在抗撕裂强度、延展性、抗拉强度、以及成本方面都优于现有离型膜。在制造刚性挠性印刷电路板中使用该离型膜同样有利。
权利要求
1.一种离型膜，其包括含有热塑性树脂的离型层，该热塑性树脂在180℃下的粘弹性系数为50至250MPa。
2.根据权利要求1所述的离型膜，其中所述热塑性树脂为基于聚对苯二甲酸丁二醇酯的树脂。
3.根据权利要求1所述的离型膜，其包括离型层和缓冲层，所述缓冲层设置在离型层的一面上，且所述缓冲层所包括的热塑性树脂不同于所述离型层的热塑性树脂。
4.根据权利要求1所述的离型膜，其进一步包括设置于缓冲层上与离型层相反的那一面上的二级离型层。
5.根据权利要求2所述的离型层，其中所述基于聚对苯二甲酸丁二醇酯的树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚四亚甲基二醇共聚物。
6.根据权利要求1所述的离型层，其中所述离型层的10点平均表面粗糙度(Rz)为10-45μm。
7.根据权利要求3所述的离型层，其中所述缓冲层的维卡软化温度为50-160℃。
8.根据权利要求1所述的离型层，该离型膜为用于挠性或刚性挠性印刷电路板制造的层压步骤中的离型膜。
9.一种制造挠性印刷电路板的方法，其包括依次叠放挠性电路元件、覆盖层和权利要求1至7任意之一的离型膜，随后进行层压处理。
10.一种制造刚性挠性印刷电路板的方法，其包括依次叠放刚性挠性电路元件、粘结剂膜和权利要求1至7任意之一的离型膜，随后进行层压处理。
全文摘要
在挠性(或刚性挠性)印刷电路板制造工艺将覆盖层粘结在挠性电路元件上的过程中，通过本发明在施压步骤中获得了传统离型膜所不能实现的改进模具离型性和成型性，并同时保持了优秀的形状追随性、均匀成型性、可镀性以及成品FPC外观褶皱方面的良好性质。具体而言，本发明提供的离型膜包括含热塑性树脂的离型层，该热塑性树脂在180℃下的粘弹性为50－250MPa。聚对苯二甲酸丁二醇酯是一种优选采用的热塑性树脂。优选的离型膜在离型层的一面设置了缓冲层，该缓冲层包括不同于模具离型层的热塑性树脂。离型层优选经过压花处理而具有特定的粗糙度。本发明还进一步提供了一种采用上述离型膜制造挠性或刚性挠性印刷电路板的方法。
文档编号C08J5/18GK1809458SQ20048001704
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月29日 优先权日2003年7月1日
发明者高桥靖典, 前田真孝 申请人:住友电木株式会社