CN102529231A - 双面覆铜板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双面覆铜板，包括玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层、及压合在所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层两面的铜箔，所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层包括玻璃纤维布及分布在所述玻璃纤维布中的热塑性聚酰亚胺树脂。本发明的双面覆铜板，由于采用玻璃纤维布作为热塑性聚酰亚胺层的骨架，不仅具有更好的尺寸稳定性，而且大大降低了产品的成本，适合用于刚挠结合电路板制作中，并且具有较佳的耐热性和柔韧性，能够更好地满足刚挠结合电路板中挠性部分的平行抬高立体组装、静态挠曲操作。本发明还涉及一种双面覆铜板的制作方法。

Description

双面覆铜板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种覆铜板，尤其涉及一种可用于制作刚挠结合电路板的双面覆铜板及其制作方法。

背景技术

随着电子设备微小型化、多功能化发展，要求PCB高密度化、高性能化。电子产品的设计也越来越多地考虑刚挠结合、平行抬高立体组装、静态挠曲等特殊形式。在此前提下，刚-挠结合电路板越来越显示出其独特的优势。目前，许多刚-挠结合电路板的挠性部分仅仅需要多次的平行抬高、静态挠曲。如采用柔韧性十分出色的挠性覆铜板制作该挠性部分，则其挠曲性能大大超出了平行抬高、静态挠曲场合的要求，不但造成了性能浪费，成本也更加高昂。如采用柔性链段改性的环氧树脂，不仅耐折性不好，而且耐热性也不足够好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双面覆铜板，采用玻璃纤维布作为热塑性聚酰亚胺层的骨架，不仅具有更好的尺寸稳定性，而且大大降低了产品的成本。

本发明的又一目的在于提供一种上述双面覆铜板的制作方法，可实现双面覆铜板的连续化生产。

为实现上述目的，本发明提供一种双面覆铜板，包括玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层、及压合在所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层两面的铜箔，所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层包括玻璃纤维布及分布在所述玻璃纤维布中的热塑性聚酰亚胺树脂。

所述玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，其厚度小于50μm。

所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层中的热塑性聚酰亚胺树脂由热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液经亚胺化制成，所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～5000mPa·s。

为实现上述目的，本发明还提供一种双面覆铜板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：提供玻璃纤维布及合成热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液；

步骤2：以玻璃纤维布作为增强材料，使用上胶机将玻璃纤维布完全浸渍热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液，然后送入烘箱并烘烤，使之半固化并收卷形成半固化粘结片；

步骤3：将上述半固化粘接片送件连续亚胺化机中进行完全亚胺化，收卷形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片；

步骤4：在连续辊压机中，将所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片两端覆铜箔进行连续辊压，获得双面覆铜板。

所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～5000mPa·s。

优选地，所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～1000mPa·s。

所述玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，其厚度小于50μm。

所述步骤4中，所形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片中的热塑性聚酰亚胺的玻璃化转变温度范围为200-280℃。

优选地，所形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片中的热塑性聚酰亚胺的玻璃化转变温度范围为220-240℃。

所述步骤2中，烘烤时烘箱的温度为120℃-250℃；所述步骤3中，亚胺化时连续亚胺化机的温度为300℃-420℃；所述步骤4中，连续辊压时高温辊压机的压合温度为300℃-400℃。

本发明的有益效果：本发明的双面覆铜板，玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层(绝缘层)由玻璃纤维布和热塑性聚酰亚胺树脂构成，热塑性聚酰亚胺树脂本身具有良好的柔韧性，玻璃纤维布也具有一定的耐折性，所以由两者制成的双面覆铜板具有足够的耐折性，以用于刚挠结合电路板制作中；相较于传统用于刚挠结合电路板制作的二层法双面挠性覆铜板的绝缘层通常采用热塑性聚酰亚胺/热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺(/TPI/PI/TPI)或热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺/热固性聚酰亚胺(PI/TPI/PI)的结构，本发明的双面板覆铜板的树脂层结构完全不同，由于有玻璃纤维布作为骨架增强，从而本发明的双面覆铜板比普通的挠性覆铜板具有更好的尺寸稳定性；玻璃纤维布比聚酰亚胺便宜很多，因此本发明的覆铜板具有更加低廉的成本；此外，由于聚酰亚胺比环氧树脂明显具有更高的耐热性和柔韧性，从而本发明的覆铜板比柔性环氧树脂制成的覆铜板相比，不仅具有更好柔韧性，以更好地满足刚挠结合电路板中挠性部分的平行抬高立体组装、静态挠曲操作，而且还具有更高的耐热性。

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，应当可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明双面覆铜板的结构示意图；

图2为本发明双面覆铜板连续化生产的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的双面覆铜板，包括玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层10、及压合在所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层10两面的铜箔20，所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层10包括玻璃纤维布11及分布在所述玻璃纤维布11中的热塑性聚酰亚胺树脂12。

所述玻璃纤维布11为电子级玻璃纤维布，其厚度小于50μm。

所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层10中的热塑性聚酰亚胺树脂12由热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液经亚胺化制成，所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～5000mPa·s，优选200～1000mPa·s。

本发明的双面覆铜板，由于玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层(绝缘层)由玻璃纤维布和热塑性聚酰亚胺树脂构成，热塑性聚酰亚胺树脂本身具有良好的柔韧性，玻璃纤维布也具有一定的耐折性，所以由两者制成的双面覆铜板具有足够的耐折性，以用于刚挠结合电路板制作中；相较于传统用于刚挠结合电路板制作的二层法双面挠性覆铜板的绝缘层通常采用热塑性聚酰亚胺/热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺(/TPI/PI/TPI)或热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺/热固性聚酰亚胺(PI/TPI/PI)的结构，本发明的双面板覆铜板的树脂层结构完全不同，由于有玻璃纤维布作为骨架增强，从而本发明的双面覆铜板比普通的挠性覆铜板具有更好的尺寸稳定性；玻璃纤维布比聚酰亚胺便宜很多，因此本发明的覆铜板具有更加低廉的成本；此外，由于聚酰亚胺比环氧树脂明显具有更高的耐热性和柔韧性，从而本发明的覆铜板比柔性环氧树脂制成的覆铜板相比，不仅具有更好柔韧性，以更好地满足刚挠结合电路板中挠性部分的平行抬高立体组装、静态挠曲操作，而且还具有更高的耐热性。

本发明双面覆铜板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：提供玻璃纤维布及合成热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液；

步骤2：以玻璃纤维布作为增强材料，使用上胶机将玻璃纤维布完全浸渍热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液，然后送入烘箱并烘烤，使之半固化并收卷形成半固化粘结片；

步骤3：将上述半固化粘接片送件连续亚胺化机中进行完全亚胺化，收卷形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片；

步骤4：在连续辊压机中，将所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片两端覆铜箔进行连续辊压，获得双面覆铜板。

为保证一定的浸透性，需使所述热热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度不能过高，否则浸润困难，生产效率低。所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度优选为200～5000mPa·s，更优选200～1000mPa·s。所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液需完全浸润玻璃纤维布，固化后，热塑性聚酰亚胺层厚度需大于玻璃纤维布厚度。

所述玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，其厚度小于50μm。

所述步骤4中，所形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片中的热塑性聚酰亚胺的玻璃化转变温度范围为200-280℃。

所述步骤4中，所形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片中的热塑性聚酰亚胺优选玻璃化转变温度范围为220-240℃的热塑性聚酰亚胺树脂。

所述步骤2中，上胶机烘箱的温度一般为200℃以下，主要是烘除部分溶剂，使热塑性聚酰亚胺半固化，上胶机的常用烘箱温度为120℃-250℃，优选150℃-180℃；所述步骤3中，亚胺化时连续亚胺化机的最高温度需达到300℃以上才能保证整个热塑性聚酰亚胺完全固化，常用的最高亚胺化温度为300℃-420℃，优选350℃-400℃，连续亚胺化烘箱可以有多节高温烘箱，从而组成一个由低温向高温渐变的烘箱组合；所述步骤4中，连续辊压时高温辊压机的压合温度为300℃-400℃，优选350-390℃，可以获得良好的压合效果和较大的压合车速；高温辊压机可以采用PI薄膜保护以确保铜箔高温辊压时免于氧化，也可以采用在辊压区通氮气的方法以确保铜箔高温辊压时免于氧化。

本发明双面覆铜板的制作方法中，各步骤中的各个部分可以连在一起，从而组成一个连续化生产的流程。

请同时参阅图2，在上胶机1上使玻璃纤维布完全浸渍热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液后，送入烘箱2在不高于300℃的温度下烘烤，使之半固化并收卷形成半固化粘结片，然后使该半固化粘结片进入最高温度可达400℃的连续亚胺化机3中进行完全亚胺化，然后在连续辊压机4中、在高于300℃的条件下与铜箔进行连续辊压，获得双面覆铜板。

上胶机1采用刚性覆铜板生产常用的上胶机1即可。连续亚胺化机3和高温辊压机4可以采用二层法挠性双面覆铜板生产常用的连续亚胺化机和高温辊压机。

针对上述双面覆铜板及其制作方法，如下述实施例进一步给予详加说明与描述。

合成例(聚酰亚胺前体溶液的合成)

在1L的三口烧瓶加入750g的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，加入82.1g的2，2′-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)，然后将该溶液至于水浴中冷却，通氮气保护，30min后加入59.43g的联苯四甲酸二酐(BPDA)，持续高速搅拌3小时，进行聚合反应，制得粘度为600mPa.s的聚酰亚胺树脂前体溶液。该聚酰亚胺树脂前体溶液为热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液。

实施例

将合成例所得的热固性性聚酰亚胺树脂前体溶液倒入浸胶槽中，使表观厚度为30μm的玻璃纤维布通过浸胶槽，两面均浸渍聚热固性性聚酰亚胺树脂前体溶液，上胶机烘烤温度为180℃，车速为3m/min，使之半固化，然后继续进入连续亚胺化烘箱中进行亚胺化，亚胺化最高温度为350℃，车速为3m/min，亚胺化的过程不需要氮气保护，然后使该卷完全亚胺化的粘结片进入连续辊压机，在其两侧配置12μm的电解铜箔，进行高温压合。压机上下热辊设置温度为380℃，压合线压力设定为10MPa，车速控制在3m/min，经压合之后即可得到双面覆铜板。

实施例得到的双面覆铜板的性能如表1所示。

表1实施例制得双面覆铜板的性能

以上特性的测试方法如下：

(1)尺寸稳定性：按IPC-TM-650方法2.2.4测试。

(2)耐折性：耐折性的测试采用MIT法，弯折半径为2.0mm，夹紧力为4.9N。测试的耐折次数越多，表明绝缘层的柔韧性越好。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种双面覆铜板，其特征在于，包括玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层、及压合在所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层两面的铜箔，所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层包括玻璃纤维布及分布在所述玻璃纤维布中的热塑性聚酰亚胺树脂。

2.如权利要求1所述的双面覆铜板，其特征在于，所述玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，其厚度小于50μm。

3.如权利要求1所述的双面覆铜板，其特征在于，所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺层中的热塑性聚酰亚胺树脂由热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液经亚胺化制成，所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～5000mPa·s。

4.一种双面覆铜板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：提供玻璃纤维布及合成热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液；

步骤2：以玻璃纤维布作为增强材料，使用上胶机将玻璃纤维布完全浸渍热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液，然后送入烘箱并烘烤，使之半固化并收卷形成半固化粘结片；

步骤3：将上述半固化粘接片送件连续亚胺化机中进行完全亚胺化，收卷形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片；

步骤4：在连续辊压机中，将所述玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片两端覆铜箔进行连续辊压，获得双面覆铜板。

5.如权利要求4所述的双面覆铜板的制作方法，其特征在于，所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～5000mPa·s。

6.如权利要求5所述的双面覆铜板的制作方法，其特征在于，所述热塑性聚酰亚胺树脂前体溶液的粘度为200～1000mPa·s。

7.如权利要求4所述的双面覆铜板的制作方法，其特征在于，所述玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，其厚度小于50μm。

8.如权利要求4所述的双面覆铜板的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，所形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片中的热塑性聚酰亚胺的玻璃化转变温度范围为200-280℃。

9.如权利要求8所述的双面覆铜板的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，所形成玻璃纤维布增强热塑性聚酰亚胺粘结片中的热塑性聚酰亚胺的玻璃化转变温度范围为220-240℃。

10.如权利要求4所述的双面覆铜板的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，烘烤时烘箱的温度为120℃-250℃；所述步骤3中，亚胺化时连续亚胺化机的温度为300℃-420℃；所述步骤4中，连续辊压时高温辊压机的压合温度为300℃-400℃。

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