氟树脂基材、印刷线路板和电路模块的制作方法_2

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、耐热性、绝缘性、加工性等等。 [0047]可使用市售可得的产品作为所述芳香族聚醚酮,例如PEEK。各种等级的芳香族聚 醚酮都是市售可得的,可单独使用单一的一种的市售芳香族聚醚酮,或者多个等级的芳香 族聚醚酮可以组合使用,或者使用改性芳香族聚醚酮。
[0048]可使用各种公知的阻燃剂作为所述阻燃剂,例如卤系阻燃剂,如溴系阻燃剂或氯 系阻燃剂。
[0049] 可使用各种公知的阻燃助剂作为所述阻燃助剂,例如三氧化锑。
[0050] 可使用各种公知的颜料作为所述颜料,例如,二氧化钛。
[0051] 可使用各种公知的抗氧化剂作为所述抗氧化剂,例如苯酚抗氧化剂。
[0052] 可使用各种公知的反射赋予剂作为所述反射赋予剂,例如钛氧化物。
[0053] 虽然对增强材料没有特别限制,但是要求它的线膨胀系数比氟树脂层2的膨胀系 数低,增强材料优选具有绝缘性、耐热性(使得它不会在氟树脂的熔点下熔化并流动)、等于 或大于氟树脂的拉伸强度、并具有耐腐蚀性。此加强材料可以由(例如)以下材料构成:通过 将玻璃形成为布而获得的玻璃布;通过利用氟树脂浸渍这样的玻璃布而获得的含氟树脂的 玻璃布;通过将金属、陶瓷、氧化铝、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)或 芳族聚酰胺等耐热纤维形成布或无纺布而获得的树脂布;或包含聚四氟乙烯(PTFE)、液晶 聚合物(LCP(I型))、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮、聚四氟乙 烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、热固性树脂、可交联树脂等作为主要成分的 耐热膜。注意,所使用的上述树脂布或耐热膜的熔点(或热变形温度)不低于下述改性层形 成步骤中的热压接温度。布优选是平纹编织的,以使氟树脂基材1较薄,而优选为斜纹编织 或缎纹编织,以使氟树脂基材1具有柔性。其它已知的编织方式也是适用的。
[0054]氟树脂基材1可具有中空的结构。
[0055]氟树脂基材1的平均厚度的下限优选为3μπι,并且更优选为6μπι。另一方面,氟树脂 基材1的平均厚度的上限优选为1mm,更优选为0 · 5mm,还更优选为0 · 1mm,并且特别优选为55 μπι。如果氟树脂基材1的平均厚度低于下限值,则氟树脂基材1的强度可能变得不足。另一方 面,如果氟树脂基材1的平均厚度超过上限值,则氟树脂基材1以及包括氟树脂基材1的印刷 线路板的柔性和光学透明度可能变得不足。
[0056]氟树脂基材1在600nm波长下的光透射率的下限值优选为50%,更优选70%。另一 方面,对于氟树脂基材1的光透射率的上限没有特别的限制,从理论上讲,它不超过100%。 如果光透射率低于该下限,则氟树脂基材1可能不适用于要求透明度的应用。要求透明度的 这种应用的实例可以包括:具有通过氟树脂基材1而投射光或接收光的光发射元件或光接 收元件的电路板用印刷线路板;包括光学电路和电子电路的混合电路板;和例如用于包括 有机EL、液晶等的平板显示面板、触摸面板等的透明导电膜。
[0057]〈改性层〉
[0058]改性层3包含硅氧烷键(Si-0-Si)和亲水性有机官能团。通过使具有亲水性有机官 能团并产生硅氧烷键的改性剂(硅烷偶联剂)结合至作为氟树脂层2的主要成分的氟树脂, 从而形成改性层3。即,在改性层3中,亲水性有机官能团键合至形成硅氧烷键的Si原子。该 亲水性有机官能团赋予氟树脂基材1的表面侧以润湿性。注意,氟树脂和改性剂之间的化学 键可以仅由共价键组成,或可含有共价键和氢键。据认为,改性层3是这样的一个区域,其与 接近氟树脂基材1表面的不包含改性层3的区域(近氟树脂层2的表面的区域)在微观结构、 分子结构和元素的丰度比方面有所不同。包含在改性层3中的亲水性有机官能团使氟树脂 基材1具有未水性,从而提尚了表面的润湿性。因此,当在极性溶剂中对氣树脂基材1进彳丁表 面处理时,处理速度和表面处理的均匀性(处理的均一性)得到改善。
[0059]在改性层3中,构成硅氧烷键的Si原子(该原子以下称为"硅氧烷键的Si原子")通 过N、C、0和S原子中的至少一个原子与氟树脂层2的C原子共价连接。例如,硅氧烷键的Si原 子通过诸如-0-、_3-、-5-5-、-(〇12)11-、-顺-、-(〇12)11-顺-或-(〇12)11-0-(〇12)111-(其中各11和 m是1以上的整数)等原子团与氟树脂的C原子连接。
[0060] 亲水性有机官能团优选为羟基、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、甲基丙烯酸基和巯基。其中,含有N原子或S原子的基团是更优选 的。这些亲水性有机官能团改善了氟树脂基材1的表面的粘附性。注意,改性层3可以含有两 种或更多种类型的这些亲水有机官能团。这样,通过使改性层3具有呈现不同性质的亲水性 有机官能团,可使氟树脂基材1的表面的反应性等多样化。所有这些亲水性有机官能团与作 为硅氧烷键的构成元素的硅原子直接键合,或经由一个或多个碳原子(例如,亚甲基或亚苯 基)而与该硅原子键合。
[0061] 作为用于形成具有上述特性的改性层3的改性剂,在分子中具有亲水性有机官能 团的硅烷偶联剂是适合的,并且特别地,具有包含Si原子的水解性含硅官能团的硅烷偶联 剂是更合适的。这样的硅烷偶联剂化学键合至构成氟树脂层2的氟树脂上。硅烷偶联剂和氟 树脂层2的氟树脂之间的化学键可以仅由共价键组成,或可含有共价键和氢键。如本文所用 的术语"水解性含硅官能团"是指可以通过水解形成硅烷醇基(Si-ΟΗ)的基团。
[0062]改性层3的表面与纯水的接触角的上限为90°,优选80°,更优选为70°。如果改性层 3的表面与纯水的接触角超过该上限,则与粘附材料(例如导电图案等)间的粘着强度可能 不足。另一方面,对于改性层3的表面与纯水的接触角的下限值没有特别限制。
[0063]优选地,改性层3具有耐蚀刻性,从而在蚀刻处理中不会除去改性层3,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的蚀刻剂将所 述改性层在45°C的条件下浸渍2分钟。如本文所用的术语"不会除去改性层3"指的是亲水性 不丢失,并且其中形成有改性层3的部分的纯水接触角不超过90°。注意,尽管刻蚀处理可能 有时在形成有改性层3的区域中不均匀地产生微小的疏水部分,但如果整个区域具有亲水 性,则在该状态下仍会保持亲水性。
[0064]优选地,改性层3对含氯化铜的蚀刻剂具有耐蚀刻性。需要注意的是,已经证明,当 改性当层3对含氯化铁的蚀刻剂具有上述耐蚀刻性,那么改性层3对含有氯化铜的蚀刻剂具 有上述耐蚀刻性。
[0065]改性层3的表面与水之间的粘着能量的下限优选为50达因/cm。如果改性层3的表 面与水之间的粘着能量低于该下限,则相比于纯的聚四氟乙烯(PTFE),氟树脂基材1的表面 的粘着性可能不足。
[0066] 改性层3的表面的润湿张力的下限优选为50mN/m,更优选为60mN/m。如果润湿张力 小于该下限,则粘着力可能变得不足,这可能会导致粘附材料从改性层3上剥离下来。由于 上述润湿张力的下限值大于纯聚四氟乙烯(PTFE)的润湿张力,所以改性层3的表面具有更 高的粘着力。相反,如果改性层3的表面的润湿张力低于该下限值,则改性层3的表面的粘附 性变得不足。需要注意的是,术语"润湿张力"是按照JIS-K-6768(1999)测定的值。
[0067] 改性层3的平均厚度的上限优选为400nm,更优选为200nm。如果改性层3的平均厚 度超过该上限,则在将氟树脂基材1用作电路板的应用中,介电损失可能会增加,这会导致 尚频特性不足。
[0068]通过使用平均厚度为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3的表面的剥离强度的下限优选为l.ON/cm,更优选为 3. ON/cm,还更优选为5. ON/cm。如果环氧树脂粘合剂对改性层3的表面的剥离强度低于该下 限值,那么将不能抑制粘附到氟树脂基材1的表面上的粘附材料(例如覆盖层)的剥离,由此 可能无法实现包括氟树脂基材1的电路模块所需的可靠性。
[0069] 改性层3的表面的平均表面粗糙度Ra的上限优选为4μπι,更优选为2μπι,还更优选为 lMi。如果改性层3的表面的平均表面粗糙度Ra超过该上限值,则当在改性层3的表面上层叠 导电图案时,导电图案的后表面可能会变得不均匀,由于趋肤效应,电流可能会沿着该不均 匀的部分流动。这可能会导致高频特性信号的传输延迟和传输损失增加,并可能导致光散 射增加,因此,降低了氟树脂基材1的透明性。
[0070] 例如,将具有上述结构的氟树脂基材1用作印刷线路板的绝缘层。在这种情况下, 作为粘附材料,在氟树脂基材1上层叠被覆部件、被覆树脂、粘合剂、油墨等。被覆部件例如 可以是覆盖膜。覆盖层通常由树脂膜制基材、以及层层叠在该基材上并且将粘附至氟树脂 基材1上的粘合剂层形成。这种覆盖层的基材(例如)由聚酰亚胺、环氧树脂、SPS、氟树脂、交 联性聚烯烃或硅氧烷形成。
[0071] 粘附至氟树脂基材1的粘合剂的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、以及用于将基材接合在一起的预浸料树脂。用作这种粘合剂的主成分的 树脂的例子可以包括环氧树脂、聚酰亚胺、不饱和聚酯、饱和聚酯、丁二烯树脂、丙烯酸树 月旨、聚酰胺、聚烯烃、硅氧烷、氟树脂、聚氨酯树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚 醚砜(PES)、间规聚苯乙烯(SPS)、以及含有上述树脂中的一种或多种的树脂。利用电子束、 自由基反应等使任何这些树脂交联而获得的树脂也可以用作为粘合剂的材料。
[0072] 具有上述结构的氟树脂基材1也可以用作为其他印刷线路板的覆盖膜。例如,具有 上述结构的氟树脂基材1可以用作为具有氟树脂基材1作为绝缘层的印刷线路板用覆盖膜。 即,绝缘层和被覆材料都采用了低介电材料。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。注意,在这种情况下,因为绝缘层和覆盖膜均由氟树脂制成,因此可以不 使用粘合剂,而是通过热熔融使其彼此粘附。在以下条件下进行压制:180°C以上400°C以 下,20分钟以上30分钟以下,3MPa以上4MPa以下。
[0073] 也可将氟树脂基材1用作为这样的印刷线路板的覆盖膜,该印刷线路板具有聚酰 亚胺或液晶聚合物作为绝缘层。在这种情况下,印刷线路板和氟树脂基材1利用夹在这二者 之间的粘合剂而彼此粘附。注意,由于氟树脂基材1包括改性层3,该侧作为待粘附的表面, 所以可以利用现有粘合剂(例如,环氧树脂)使氟树脂基材1和印刷线路板彼此接合。
[0074][印刷线路板]
[0075] 参照图2和3,将描述根据本发明的一个实施方案的印刷线路板10。
[0076] 印刷线路板10包括具有上述结构的氟树脂基材1,以及形成在氟树脂基材1的至少 一个表面上的导电图案11。导电图案11形成在氟树脂基材1的至少部分区域上。导电图案11 至少部分地覆盖有被覆材料13。注意,根据印刷线路板10的用途,可以不设置被覆材料13。 [0077]优选地,氟树脂基材1中的改性层3形成为包括具有导电图案11和被覆材料13的区 域。即,优选地,导电图案11设置在改性层3上,并且被覆材料13设置在改性层3上。采用这种 构成,导电图案11和被覆材料13的剥离强度得以提高。
[0078] 导电图案11(例如)由铜、银、金、SUS(不锈钢)、铁、铝、镍或IT0(氧化铟锡)形成。导 电图案11也可以由导电性树脂或导电性粘合剂(其是树脂和金属粉末的混合物)形成。注 意,导电图案11包括焊盘(land)、接地图案、电极、金属加强层、虚拟层(dummy layer)等。
[0079] 被覆材料13包括被覆部件,如覆盖膜,以及未固化时具有流动性的被覆树脂。被覆 树脂的实例可包括涂布树脂、阻焊剂、导电性粘合剂、电磁波屏蔽材料、热传导材料、增强 剂、粘合剂、增粘剂、覆盖膜用粘合剂、油墨和导电胶。这些被覆树脂的材料的实例可以包括 环氧树脂、聚酰亚胺、不饱和聚酯、饱和聚酯、丁二烯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺、聚烯烃、硅 氧烷、氟树脂、聚氨酯树脂、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、间规聚苯乙烯、苯乙烯类树 月旨、改性聚苯醚(m-PPE),以及含有上述树脂中的两种以上的树脂。其中,通过将苯乙烯类树 脂和改性聚苯醚混合而得到的树脂是优选的,这是由于其介电常数低且易于粘附。此外,利 用电子束、自由基反应等使任何这些树脂交联而获得的树脂也可以用作为被覆树脂的材 料。此外,通过使任何这些树脂中包含空隙或气泡(空孔)而获得的树脂也可以用作为被覆 树脂的材料。
[0080] 注意,作为形成被覆部件的树脂,在上述树脂中,优选的是对于构成氟树脂基材1 的氟树脂具有高粘着性的树脂。这种树脂的例子可包括氟树脂、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、 聚醚砜、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺、聚氨酯树脂、苯乙烯类
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