氟树脂基材、印刷线路板和电路模块的制作方法_5

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利用该制造方法,能够制造具有稳定表面改性状态的氟树脂基材1。
[0157] 载体100优选是金属、玻璃、有机硅、碳、陶瓷、或它们的复合材料,并且硅烷偶联剂 具有水解性含硅官能团和亲水性有机官能团。具有亲水性有机官能团的硅烷偶联剂容易以 膜的形式铺展在载体100上。另外,通过进行热压接,该硅烷偶联剂的水解性含硅官能团产 生硅烷醇,然后其与另一个硅烷醇缩合形成硅氧烷键。由此形成含有硅氧烷键的改性层3以 作为载体100和氟树脂之间的层,从而增加了改性层3的耐化学处理(如蚀亥ij)性。此外,由于 改性层3包含源自硅烷偶合剂的亲水性有机官能团,因此其对载体100以及被覆材料13(在 剥尚载体之后,将会层置被覆材料13)具有尚粘着性。
[0158] 亲水性有机官能团优选含有N原子或S原子。因为N原子或S原子易于与氟树脂的处 于自由基形式的C原子结合,因此含N或S原子的亲水性有机官能团比其它官能团(仅包含C 和Η的基团,如苯基)更易于与氟树脂结合。因此,可以增加改性层3和氟树脂之间的粘着强 度(即,剥离强度)。
[0159] 优选地,氟树脂基材1的制造方法进一步包括:在第二步骤之后,除去上述载体100 的至少一部分的第三步骤。这使得能够提供这样的氟树脂基材1,其中改性层3至少部分地 暴露出来。或者,可以通过完全除去载体100来制造不具有载体100的氟树脂基材1。
[0160]当载体100是卑金属时,能够在第三步骤中采用上述溶解法,即,通过利用可溶解 卑金属的溶液来溶解载体100,从而暴露改性层3的方法。溶解法可以使用常规除去载体100 的蚀刻法。因此,能够以类似于常规蚀刻法的方法除去载体100的任意部分,从而暴露改性 层3的任意部分。
[0161]在平面图中看,当载体100的至少表面层是由金属、玻璃、有机硅、碳、陶瓷、或它们 的组合形成,并且在俯视图中观察时其分割为多个块状区域时,则在第三步骤中可以采用 从氟树脂材料102上剥离载体100的任何块体从而使改性层3暴露出来的方法。采用这种方 法,因为通过从氟树脂材料102上剥离载体100从而将其除去,所以与通过溶解来除去载体 100的情况相比,氟树脂基材1的制造过程变得更简化。
[0162] 印刷线路板10的制造方法包括:将含有硅烷偶联剂的底漆材料101附着于载体100 的第一步骤;通过热压接将包含氟树脂作为主要成分的氟树脂材料102接合至其上附着有 底漆材料101的载体100的表面上的第二步骤;以及第二步骤之后,通过利用蚀刻剂去除一 部分载体100,从而形成电路(导电图案11)的第三步骤。利用这种方法,由于将底漆材料101 附着于载体100,然后通过热压接将底漆材料101接合到氟树脂材料102上,所以与直接将底 漆材料101涂布到氟树脂上的情况相比,可以在氟树脂材料102上形成具有相对均匀的厚度 (几乎没有不均匀处)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随时间推移而稳定。也就是说,利用该制造方法,能够制造具有稳定 的表面改性状态的印刷线路板10。
[0163] 载体100优选是铜,并且在第三步骤中使用的蚀刻剂含有氯化铁或氯化铜。通过将 铜用作为载体100并使用该蚀刻剂,能够以与常规方法类似的方法形成电路图案。
[0164] 在第二步骤中的热压接的温度优选不高于氟树脂材料中的氟树脂的分解温度。这 使得在制造过程中氟树脂材料102的分解得到抑制。
[0165] 该方法优选地还包括将被覆材料13层叠到包含氟树脂102、改性层3和电路(导电 图案11)的层叠体的电路侧表面的至少一部分上。利用这种方法,至少一部分印刷线路板10 覆盖有被覆材料13,这使得可靠性得以改进或弯曲强度得以增加。即,因为金属载体100覆 盖有被覆材料13,所以由载体100形成的电路图案能够抗氧化等。此外,由于改性层3覆盖有 被覆材料13,所以该部分的弯曲强度增加。
[0166] 实施例
[0167] 尽管以下将基于实施例对本发明进行描述,但是本发明不限于这些实施例。
[0168] [试验 1]
[0169] 表1示出了根据本发明实施方案的氟树脂基材1和比较例氟树脂基材的剥离强度 试验结果。
[0170]按照以下方式形成在该试验中所使用的样品(样品1和2)。作为形成氟树脂基材1 的氟树脂片材(对应上述氟树脂基材102),使用平均厚度为0.05mm、尺寸宽度为10mm并且长 度为500mm的FEP("FEP_NE_2",得自Daikin Industries,Ltd)。
[0171] 按照如下所述形成改性层3。将氨基硅烷用作用于底漆材料101的硅烷偶联剂。将 乙醇用作用于底漆材料101的醇。不添加水。即,使用存在于空气中的水以及作为杂质包含 于醇中的水。基于底漆材料101的总质量计算,硅烷偶联剂的浓度为1质量%。将铜箱(平均 厚度:18μπι,平均表面粗糙度Ra: 0.6μπι)用作载体100。利用浸渍法将底漆材料101附着于作 为载体100的铜箱上,干燥,并在120Γ下加热。由此在铜箱上形成底漆材料101的层。然后通 过热压接将该铜箱与氟树脂片材接合。然后利用蚀刻除去全部铜箱。通过利用电子显微镜 测量,所形成的改性层的平均厚度为30nm。
[0172] 在蚀刻处理中,在温度为45°C、浸渍时间为2分钟的条件下,使用含有氯化铁且比 重调整为1.31g/cm3以上1.33g/cm 3以下、游离盐酸浓度为0. lmol/L以上0.2mol/L以下的蚀 刻剂进行蚀刻处理。
[0173]蚀刻处理后用水洗涤样品1并使其干燥。此后立即使用具有平均厚度为25μπι环氧 树脂粘合剂层和平均厚度为12.5μπι的聚酰亚胺层的聚酰亚胺片材覆盖氟树脂基材1。使用 购自Arisawa Manufacturing Co.,Ltd.的"CM型"覆盖层之一作为试验用聚酰亚胺片材,其 中该"CM型"覆盖层使用购自Kaneka Corporation的"Apical (注册商标)NPI"作为聚酰亚胺 片材。经过24小时后,测量试验用聚酰亚胺片材的剥离强度。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"测定剥离强度(以下也称为试验 用聚酰亚胺片材的剥离强度)。
[0174] 蚀刻处理后用水洗涤样品2,干燥,然后静置于空气气氛中1周。然后利用试验用聚 酰亚胺片覆盖氟树脂基材1。经过24小时后,测定试验用聚酰亚胺片材的剥离强度。
[0175] 另一方面,作为各比较用氟树脂基材(样品3和4),对上述氟树脂片材(平均厚度为 0 · 05mm、平均宽度为 10mm并且平均长度为500mm( "FEP-NE-2",得自 Daikin Industries, Ltd)的FEP)进行等离子体处理。将他用作载体气体。CF4和02用作反应气体。载体气体与反应 气体的体积比为1650/1000(载体气体/反应气体)。利用电容耦合等离子体装置,在气压为 27Pa、流速为1650sccm且功率为5000W的条件下进行等离子体处理30分钟。
[0176] 在用等离子体处理样品3后,立即用试验用聚酰亚胺片材覆盖(经等离子体处理 的)氟树脂基材。经过24小时后,测定试验用聚酰亚胺片材的剥离强度。
[0177] 将样品4于空气气氛中静置1周。然后用试验用聚酰亚胺片覆盖(经等离子体处理 的)氟树脂基材。经过24小时后,测定试验用聚酰亚胺片材的剥离强度。
[0178]表1中示出了剥离强度的测定结果。
[0179] [表 1]
[0180]
[0181] [结果]
[0182] (1)如表1所示,对于其中在处理后立即附着粘附材料的样品,聚酰亚胺片材对根 据本发明实施方案的氟树脂基材的剥离强度高于聚酰亚胺片材对经等离子体处理的氟树 脂片材的剥离强度。
[0183] (2)在经等离子体处理的氟树脂片材中,由于静置了 1周,所以聚酰亚胺片材示出 了剥离强度的显著降低。相反,在根据本发明实施方案的氟树脂基材1中,尽管静置一周后 出现了剥离强度的轻微下降,但是剥离强度仍维持在一定程度。这表明氟树脂基材1上形成 的改性层是稳定的。
[0184] 注意,表1所示的变化率是根据{(PB-PA)/PA} X 100 ( % )计算出的值。在公式中, "PA"和"PB"各代表如下含义。"PA"表示按照以下方式测定的试验用聚酰亚胺片材的剥离强 度。在待测试的氟树脂片材上形成改性层之后,对氟树脂片材进行洗涤和干燥。紧接着,将 试验用聚酰亚胺片材附着于氟树脂片材上。经过24小时后,测定剥离强度。"PB"表示如下按 照以下方式测定的试验用聚酰亚胺片材的剥离强度。在待测试的氟树脂片材上形成改性层 之后,将氟树脂片洗涤并干燥。将氟树脂片材在空气气氛中静置1周,然后将试验用聚酰亚 胺片材附着于氟树脂片材上。经过24小时后,测定剥离强度。
[0185] 该试验对附着有环氧树脂粘合剂的聚酰亚胺片材的剥离强度进行了比较。然而, 无论粘合剂的类型如何,都倾向于结果(2)。即,无论粘合剂的类型如何,经等离子体处理的 氟树脂片材在静置1周后,均倾向于显著丧失其表面活性。另一方面,根据本发明实施方案 的氟树脂基材1不仅对环氧树脂粘合剂具有粘着性,而且对包含聚酰亚胺、聚酯、聚酰胺等 作为主要成分的粘合剂也具有粘着性,并且即使经过1周时间也基本上保持了其粘着性。 即,根据本发明实施方案的氟树脂基材1即使在静置1周后,表面活性也几乎没有下降。
[0186] [试验 2]
[0187] 对于上述试验1中蚀刻处理后、立即洗涤和干燥的氟树脂基材的样品1,以及形成 改性层之前的氟树脂片("FEP-NE-2",得自Daikin Industries,Ltd.),分别制备10个样品, 并且根据JIS-R-3257( 1999)使用静滴法侧定它们与纯水之间的接触角。
[0188] 结果发现,在样品1的氟树脂基材的改性层表面上,纯水的接触角在50°以上90°以 下的范围内分布。另一方面,发现在不具有改性层的氟树脂片材的表面上,纯水的接触角在 95°以上130°以下的范围内分布。因此,具有改性层的氟树脂基材明显地示出了其表面与纯 水的接触角更小,这证明了该氟树脂基材具有更高的亲水性。
[0189] [试验 3]
[0190]表2示出了根据本发明实施方案的印刷线路板10的剥离强度测试的结果。以下对 测试条件进行说明。
[0191] 按照以下方式形成在可靠性试验中被测试的样品1至8。
[0192] 作为形成氟树脂基材1的氟树脂片材(对应于上述氟树脂基材102),将平均厚度为 0 · 05mm、平均宽度为10mm并且平均长度为500mm(得自Daikin Industries, Ltd的"NF-0050")的FEP用于样品 1、2、5和6。将PFA(得自Daikin Industries,Ltd.的 "AF-0050")用于 样品3、4、7和8。
[0193] 按照如下所述用底漆材料101形成改性层3。将氨基硅烷用作用于底漆材料101的 硅烷偶联剂。将乙醇用作底漆材料101的醇。不添加水。即,使用存在于空气中的水以及作为 杂质包含于醇中的水。基于底漆材料1 〇 1的总质量计算,硅烷偶联剂的浓度为1质量%。将铜 箱(平均厚度:18mi,平均表面粗糙度Ra: 0.6μπι)用作载体100。利用浸渍法将底漆材料101附 着于作为载体100的铜箱上,干燥,并在120Γ下加热。由此在铜箱上形成底漆材料101的层。 该底漆层的平均厚度为30nm。然后通过热压接将该铜箱与氟树脂片材接合。
[0194] 接着,用蚀刻法形成平均厚度为18μπι,平均宽度为100μπι、平均间距为100μπι的25铜 配线。在蚀刻处理中,在温度为45°C且浸渍时间为2分钟的条件下,利用含有氯化铁且比重 调整为1.31g/cm 3以上1.33g/cm3以下、游离盐酸浓度为0. lmol/L以上0.2mol/L以下的蚀刻 剂进行蚀刻。
[0195] 然后利用具有平均厚度为25μηι的环氧树脂粘合剂层和平均厚度为12.5μηι的聚酰 亚胺层的聚酰亚胺片材覆盖铜配线。
[0196] 作为可靠性试验,使上述印刷线路板10在85%的相对湿度和85°C的温度条件下下 静置100小时。
[0197] 对于铜配线和聚酰亚胺片材,测定可靠性试验前后的试验用聚酰亚胺片材的剥离 强度。使用可靠性试验前后彼此邻近的部分作为用于测定剥离强度的部分。
[0198] [表 2]
[0199]
[0200][结果]
[0201] (1)如表2所示,在各样品No. 1至8中,可靠性试验之前的剥离强度等于或大于作为 参照的l.ON/cm。注意,对于以类似于如上所述样品No. 1的方式在等离子体照射后形成形成 铜配线而未形成改性层3的样品,各样品在可
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