氟树脂基材、印刷线路板和电路模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及氟树脂基材、印刷线路板和电路模块。
【背景技术】
[0002] 具有氟树脂基材的印刷线路板是公知的。这样的具有氟树脂基材的印刷线路板用 作为高频信号处理的电路板，这是因为氟树脂的介电常数低于环氧树脂。此外，由于氟树脂 具有优良的耐化学品性和耐热性，因此这样的具有氟树脂基材的印刷线路板也被用作为暴 露于化学品的电路板或需要耐热性的电路板。
[0003] 而具有耐化学品性的氟树脂与其他部件间具有较差的反应性，因此，与其他部件 之间的粘着性(剥离强度)方面存在问题。为了改善这个问题，使用各种方法对氟树脂基材 进行表面处理。表面处理的一个示例性方法是等离子体处理。在等离子体处理中，通过等离 子体照射使氟树脂基材亲水化。在使用氟树脂基材的印刷线路板的制造中，已经提出利用 等离子体照射氟树脂基材，然后在氟树脂基材上形成金属层(参见日本专利特开No.2003-201571(专利文献1))。
[0004] 引用列表
[0005] 专利文件
[0006] 专利文献1:日本专利特开No .2003-201571
【发明内容】
[0007] 技术问题
[0008] 然而，等离子体处理过的氟树脂基材的缺点在于它的表面改性状态不能长时间维 持。因此，表面改性后，会在预定时间内进行预定处理(例如，化学镀覆等处理）。因而常规氟 树脂基材在制造控制方面需要花费时间和精力。另外，因为未形成金属层的部分会随着时 间推移而失去其表面改性状态，所以在所得到的电路基板上无法提供具有足够高粘着强度 (即，剥离强度)的被覆材料。因此，需要一种表面改性状态比常规氟树脂基材更稳定的氟树 脂基材。
[0009] 鉴于上述情况而完成了本发明，并且本发明的目的在于提供一种具有稳定的表面 改性状态的氟树脂基材，具有所述氟树脂基材的印刷线路板和电路模块。
[0010] 问题的解决方案
[0011] 根据本发明的一个实施方案的氟树脂基材是含有氟树脂作为主要成分的氟树脂 基材，该氟树脂基材包括位于其表面的至少一部分区域的改性层，所述改性层含有硅氧烷 键和亲水性有机官能团，并且所述改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。
[0012] 本发明的有益效果
[0013] 该氟树脂基材的表面改性状态比常规氟树脂基材更稳定。
【附图说明】
[0014]图1是氟树脂基材的截面视图。
[00? 5]图2是印刷线路板的平面视图。
[0016]图3是沿图2中的A-A线截取得到的截面视图。
[0017]图4是示出了印刷线路板的另一个例子的平面图。
[0018]图5是电路模块的示意图。
[0019] 图6是示出了氟树脂基材制造方法的示意图。
【具体实施方式】
[0020] [本发明实施方案的说明]
[0021] 以下将首先对本发明的实施方案进行列举说明。
[0022] 根据本发明的一个实施方案的氟树脂基材是含有氟树脂作为主要成分的氟树脂 基材，所述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，所述改性层含有硅 氧烷键和亲水性有机官能团，并且所述改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。
[0023] 氟树脂基材的改性层的亲水性表面具有高反应性，其中该改性层与纯水的接触角 为90°以下。本文所用的术语"高反应性"包括具有显著的物理作用，如粘着性。因此，氟树脂 基材具有表面活性。此外，由于改性层的硅氧烷键结构，该改性层随时间推移是稳定的，因 此，它的表面改性状态(表面活性状态)比常规氟树脂基材更稳定。本文所用的术语"氟树脂 基材含有氟树脂作为主要成分"是指氟树脂基材中的氟树脂含量为50质量％以上，并优选 为90质量％以上。更优选地，在氟树脂基材中距离至少具有改性层的表面Ιμπι的深度位置 处，氟树脂基材还具有95%以上的平均氟树脂含量。本文所用的术语"亲水性有机官能团" 是指具有亲水性的官能团，并且该官能团由氢原子和电负性大于氢原子的原子构成。本文 所用的术语"与纯水的接触角"是指按照JIS-R_3257(1999)使用静滴法测定的接触角的值， 例如，用接触角测量装置如Erma Corporation的"G-I-1000"测定的值。本文所用的术语"表 面改性状态"意味着比原始氟树脂基材具有更高的表面活性。具体而言，表面改性状态意味 着满足以内条件中的至少一者:表面与极性溶剂的表面接触角小于原始氟树脂基材;与化 学物质的反应性高于原始氟树脂基材；以及与树脂的粘着性(剥离强度)高于原始氟树脂基 材。
[0024]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粘附材料可难以与氟树脂基材剥离。需要注意的 是，"剥离强度"的值表示使用根据JIS-K-6854-2(1999)"粘合剂-粘附组件的剥离强度的测 定-第2部分:180°剥离"的方法测定的值。需要注意的是，在以上剥离强度的测量中，使用具 有聚酰亚胺片材和环氧树脂粘合剂的层叠体的覆盖层。使用购自Arisawa Manufacturing Co.，Ltd.的"CM型"覆盖层中的一种作为这种覆盖层，其中该"CM型"覆盖层使用了购自 Kaneka Corporation的"Apical(注册商标)NPI"作为聚酰亚胺片材。
[0025]优选地，在蚀刻处理中未除去所述改性层，其中在所述蚀刻处理中，利用含有氯化 铁且比重为1.33g/cm3、游离盐酸浓度为0.2mol/L的蚀刻剂，在45°C的条件下将所述改性层 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进行蚀刻处理，也可以 维持氟树脂基材的表面改性状态(表面活性）。因此，当在蚀刻处理之后对氟树脂基材进行 任何处理时，氟树脂基材都能在处理后提供令人满意的状态。
[0026]优选地，改性层的表面的平均表面粗糙度Ra为4μπι以下。采用这种构成，当将氟树 脂基材用作电路板时就可以实现令人满意的高频特性。具体而言，可以降低改性层表面上 层叠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。如本文所用的术语 "平均表面粗糙度Ra"是指根据JIS-B-0601 (2001)测得的算术平均粗糙度。
[0027]优选地，改性层的平均厚度为400nm以下。采用这种构成，当将氟树脂基材用作电 路板时，可以抑制由于改性层的厚度而导致的高频特性劣化。具体而言，通过将介电常数趋 于增加的改性层设计为平均厚度为400nm以下，从而能够抑制介电损失的增加。注意，改性 层的"平均厚度"是利用干涉式厚度计（interference thickness meter)、XPS(X射线光电 子能谱仪）、电子显微镜等测量的距离。
[0028]在氟树脂基材中，所述亲水性有机官能团优选是羟基、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、巯基，或它们的组合。采用这 种构成，氟树脂基材的表面反应性(包括粘着强度)得以提高。
[0029]氟树脂基材优选在600nm波长下的光透射率为50%以上。采用这种构成，氟树脂基 材可以作为光的光路。需要注意的是，术语"600nm波长下的光透射率"是指按照JIS-K-7375 (2008)，使用600nm波长的单波长光源测得的值。
[0030] 根据本发明的一个实施方案的印刷线路板包括上述氟树脂基材。采用这种构成， 印刷线路板中的粘附材料可以具有耐剥离性。粘附材料是指设置在氟树脂基材的表面上的 材料，如金属层、粘合剂、被覆材料、或油墨。粘附材料的具体实例可以包括导电粘合剂、各 向异性导电粘合剂、覆盖膜用粘合剂、将基材接合在一起的预浸树脂、涂布树脂、阻焊剂、电 磁波屏蔽材料、热传导材料、增强剂、粘合剂、增粘剂、油墨、导电性胶、导电图案、用于固定 和加强部件的粘合剂和覆盖膜。
[0031] 印刷线路板优选包括层叠在氟树脂基材的具有改性层的区域的至少一部分上的 导电图案。也就是说，导电图案通过夹在导电图案和氟树脂之间的改性层而附着于氟树脂 上。采用这种构成，导电图案的剥离得以抑制。
[0032] 印刷线路板优选包括层叠在氟树脂基材的改性层表面上的被覆材料。采用这种构 成，能够增加被覆材料的剥离强度，使其超过当被覆材料(例如，覆盖膜)直接粘附于未改性 氟树脂时的剥离强度。需要注意的是，被覆材料包括被覆树脂和被覆部件。也可以将具有上 述结构的氟树脂基材用作被覆材料。即，采用介电常数低的氟树脂作为氟树脂基材和被覆 材料。采用这种构成，可以实现具有低信号传输损耗的高频电路模块。
[0033] 根据本发明的一个实施方案的电路模块包括上述印刷线路板。采用这种构成，能 够抑制粘附到印刷线路板上的粘附材料的剥离，从而获得更可靠的电路模块。
[0034][本发明实施方案的详述]
[0035]以下将参照附图对根据本发明实施方案的氟树脂基材、印刷线路板和电路模块的 具体实例进行详述。
[0036][氟树脂基材]
[0037]参照图1，对氟树脂基材1进行说明。氟树脂基材1包括含有氟树脂作为主要成分的 氟树脂层2、以及形成在氟树脂层2的表面的至少一部分区域上的改性层3。需要注意的是， 氟树脂层2的"表面"是指氟树脂层2的整个外周面，包括氟树脂层2的一个表面和与该表面 相对的另一表面。尽管图1示出了在完整的一个表面上形成的改性层3,但这仅仅是说明性 的，改性层3的形成区域可以是一个表面的一部分，或者可以是在全部两个表面或两个面中 的各表面的一部分。
[0038] 如本文中所使用的术语"氟树脂"是指这样一种树脂，其中构成聚合物链的重复单 元的碳原子上所结合的至少一个氢原子被氟原子或含有氟原子的有机基团（以下，也可以 称为〃含氟原子基团〃)取代。所述含氟原子基团是其中直链或支链有机基团中的至少一个 氢原子被氟原子取代的基团，含氟原子基团的实例包括氟烷基、氟烷氧基和氟聚醚基。
[0039] 术语"氟烷基"是指其中至少一个氢原子被氟原子取代的烷基，并包括"全氟烷 基"。具体而言，"氟烷基"包括:其中烷基中的所有氢原子均被氟原子取代的基团；其中除了 烷基的一个末端氢原子之外，其他所有氢原子均被氟原子取代的基团；等等。
[0040] 术语"氟烷氧基"是指其中至少一个氢原子被氟原子取代的烷氧基，其包括"全氟 烷氧基"。具体而言，"氟烷氧基"包括:其中烷氧基中的所有氢原子均被氟原子取代的基团； 其中除了烷氧基的一个末端氢原子之外，其他所有的氢原子均被氟原子取代的基团；等等。
[0041] 术语"氟聚醚基"是指具有氧化亚烷基单元作为重复单元、并且具有末端烷基或氢 原子的一价基团，其中所述氧化亚烷基链或末端烷基中的至少一个氢原子被氟原子取代。 术语"氟聚醚基"包括具有多个全氟氧化亚烷基链作为重复单元的"全氟聚醚基"。
[0042] 未改性的氟树脂基材1(即，作为氟树脂层2的主要成分的氟树脂）的例子可以包括 聚四氟乙烯(PTFE)、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚 物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、氯三 氟乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)、以及由四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯这3 种单体构成的热塑性氟树脂(THV)及氟弹性体。另外，也可以使用含有这些化合物的混合物 或共聚物作为形成氟树脂基材1的材料。
[0043]尤其优选作为用作氟树脂层2的主要成分的氟树脂是四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (FEP)、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)。使用这些氟树脂 赋予了氟树脂层2弹性、光学透明性、耐热性和阻燃性。
[0044] 氟树脂层2也可以（例如)包含作为任选组分的工程塑料、阻燃剂、阻燃助剂、颜料、 抗氧化剂、反射赋予剂、掩蔽剂、润滑剂、加工稳定剂、增塑剂、发泡剂和/或增强材料。
[0045] 可根据氟树脂基材1所要求的特性，从已知的工程塑料中选择待使用的工程塑料。 通常，可以使用芳香族聚醚酮作为工程塑料。
[0046] 芳香族聚醚酮是具有这样的结构的热塑性树脂，其中苯环在对位键合，并且苯环 通过刚性酮键(_C = 0)或柔性醚键(-〇-)彼此连接。芳香族聚醚酮的实例包括：聚醚醚酮 (PEEK)，其具有这样的结构单元，其中醚键、苯环、醚键、苯环和酮键依次排列；和聚醚酮 (PEK)，其具有这样的重复单元，其中醚键、苯环、酮键和苯环依次排列。作为芳香族聚醚酮 特别优选的是PEEK。这些芳香族聚醚酮具有良好的耐磨性