CN102922809B - 一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片、覆铜板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片、覆铜板及其制备方法；本发明以叠层结构为“LCP层/玻璃纤维布/LCP层”组成的复合层作为一个粘结单元，按“铜箔/粘结单元/铜箔”的叠合顺序组合成层压胚料，然后采用层压机加压加热制成液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板；本发明所述的覆铜板板材具有优良的高频特性及机械特性，适合用于高频高速应用的电子产品中；本发明不仅生产设备及生产工艺简单，而且生产过程中不使用溶剂，减少了环境污染和降低了生产成本。
Description
技术领域：
本发明涉及覆铜板技术领域，尤其涉及一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片、覆铜板及其制备方法。
背景技术：
液晶聚合物(Liquid Crystalline Polymer，缩写LCP)是20世纪80年代初期发展起来的一种新型高分子材料，由于它不仅线膨胀系数小、成型收缩率和吸水率低，具有优良的耐热性、尺寸稳定性、耐化学性、阻燃性、电性能和成型加工性；而且分子结构对称性高、偶极极化弱，具有较低的介电常数和介质损耗(它在1～40GHz频率范围内介电常数约为3，介质损耗角正切小于0.0035)。因而被广泛应用于电子电气、光纤通信、化学工业、军工机械、航空航天、汽车制造、医疗器材等领域中。
基于优异的高频特性及优良的综合性能，液晶聚合物已被用于制作高频应用的挠性覆铜板、挠性线路板，不仅满足了电子信息产品高频高速化要求，而且使信号在传输过程中更快、失真更小。一般地，用于覆铜板的液晶聚合物是热致性液晶聚合物(TLCP)。
例如，日本特许公开第JP2006-272743号，采用高温辊压机将铜箔和LCP膜压合制成覆铜板；中国专利申请公开第CN101497796A号，将LCP溶液涂敷在铜箔粗化面上形成LCP绝缘层，再通过高温压合制备出LCP挠性覆铜板；中国专利授权公告第CN1820942B号，公开了一种采用LCP溶液和铜箔来制造覆铜板的设备和方法；中国专利授权公告第CN1320847C号、中国专利申请公开CN1640215A号，通过金属化学镀或金属的真空沉积使粘合金属层沉积在经蚀刻的液晶聚合物基底上，通过使用蚀刻剂溶液形成柔性电路；中国专利申请公开第CN1289376A号，采用钯溅射镀覆或离子镀覆，产生钯镀覆的LCP部件，再使用常规或非常规高电流密度，如用铜以电解方式镀覆，以制得金属镀覆的LCP，在电解镀覆之前或之后，金属镀层可被图案化，以制成含有图案化金属表面的部件可被用作电路板或印刷线路板；中国专利授权公告第CN1829412B号，公开一种采用LCP膜及铜箔制作的可反复弯曲的双面挠性电路基板，适用于高频信号的传送，并可实现轻薄化，抑制导体断线或断裂，促进电路基板的高密度化。
由上可知，目前LCP在印制电路覆铜板中的应用，主要是被用于制作不含玻璃纤维等增强材料的挠性覆铜板、挠性线路板，这种板材虽然挠曲性能和介电性能优良，但是刚性不足，难以安装、不能支撑较重的电子元器件，应用范围受到限制。而且制备方法相对复杂，不仅有混胶、上胶工序，而且会使用到溶剂，对环境不友好。
因此，研发玻璃纤维布增强液晶聚合物的刚性覆铜板已成为业界的一个重要课题。
发明内容：
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，而提供一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片。
本发明的目的之二在于，提供一种使用了所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板；该覆铜板不仅挠曲性能和介电性能优良，而且刚性也能满足支撑较重的电子元器件。
本发明的目的之三在于，提供所述覆铜板的制备方法；该方法在生产过程中不使用溶剂，没有混胶及上胶工序，是一种环保且易于产业化的液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板制作方法。
本发明是通过以下技术方案来得以实现的：
一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片，由至少一个粘结单元构成，所述粘结单元包括一玻璃纤维布层和至少两液晶聚合物层，所述两液晶聚合物层分别覆盖在所述玻璃纤维布层的两侧，所述粘结单元的结构为：液晶聚合物层/玻璃纤维布层/液晶聚合物层。
较佳地，所述每层液晶聚合物层的厚度为10～200微米。
较佳地，所述的液晶聚合物层，是熔点≥280℃的热致性液晶聚合物薄膜，优选熔点≥300℃的热致性液晶聚合物薄膜。
其中，所述玻璃纤维布层为电子级玻璃纤维布(也叫E-玻璃纤维布)。
一种含有所述粘结片的覆铜板，所述粘结片的一侧覆盖有一张铜箔，另一侧覆盖有离型膜。
一种含有所述粘结片的覆铜板，所述粘结片的两侧分别覆盖有一张铜箔。
较佳地，所述铜箔为电解铜箔或压延铜箔，所述铜箔的厚度为5～70微米。
其中，粘结单元中的LCP膜可以是单张LCP膜，或两张以上(含两张)LCP膜重叠在一起来满足预定厚度要求，从简化配料操作考虑，优选可满足预定厚度要求的单张LCP膜。粘结单元中的玻纤布是单张玻纤布。
板材的厚度由铜箔、液晶聚合物膜和玻璃纤维布的厚度，以及粘结单元的数量决定。
所述粘结片的覆铜板的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤A、材料准备：根据板材规格，确定配料结构，按要求准备LCP层、铜箔、玻璃纤维布；
步骤B、配料：以一个或一个以上粘结单元作为粘结片，对于单面板，在粘结片的一个表面上覆盖一张铜箔，在另一个表面上覆盖一张离型膜，配成叠层结构为“铜箔/粘结片/离型膜”的层压胚料；对于双面板，在粘结片的两个表面上分别覆盖一张铜箔，配成叠层结构为“铜箔/粘结片/铜箔”的层压胚料；
步骤C、压板：将上述配好的层压胚料夹在两块镜面不锈钢板中间，再放进层压机中，通过加热加压，制成液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板单面板或双面板。
较佳地，所述压板工序中的压合条件是：压合温度是290～320℃，压力为3～8MPa，压合时间为5～25分钟。
本发明采用商品化的LCP膜、玻璃纤维布和铜箔，以叠层结构为“LCP层/玻璃纤维布/LCP层”组成的复合层作为一个粘结单元，按“铜箔/粘结单元/铜箔”的叠合顺序组合成层压胚料，其中粘结单元根据板材厚度要求可以采用一个或一个以上，然后，采用层压机，加压加热制成液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板。
本发明利用热致性液晶聚合物具有很强剪切变稀的特性，高温熔融下的粘度较低、流动性好的特性，配合本发明所述的简单易行的制作方法，即采用玻璃纤维布作为增强材料，将其与LCP膜、铜箔叠合制成层压胚料，通过加热加压，使熔融的LCP有效渗进玻璃纤维布中，从而使LCP和玻璃纤维布形成一体化绝缘层，制备出液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板。
本发明所述的覆铜板板材不仅具有优良的高频特性及机械特性，适合用于高频高速应用的电子产品中，而且挠曲性能和介电性能优良、刚性好、易于安装，能支撑较重的电子元器件，应用范围广泛。
本发明所述的制备方法中生产设备及生产工艺简单，无须采用生产一般刚性覆铜板时使用的混胶设备、上胶机及混胶工艺、上胶工艺，主要采用层压机及层压工艺，以及可从市场中购买的铜箔、液晶聚合物膜、玻璃纤维布，就能生产液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板。与传统通过采用混胶、上胶、层压三大工序的玻璃纤维布基覆铜板的生产方式相比，不仅减少了混胶工序和上胶工序，而且生产过程中不使用溶剂，减少了环境污染和降低了生产成本。
附图说明：
图1为本发明中单个粘结单元的结构示意图；
图2为本发明实施例1的结构示意图；
图3为本发明实施例2的结构示意图；
图4为本发明实施例3的结构示意图；
图5为本发明实施例7的结构示意图。
具体实施方式：
为了便于本领域技术人员理解本发明，下面列举几个具体实施例加以说明。
实施例1
见图1和图2，一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由一个粘结单元1构成，所述粘结单元包括一E-玻璃纤维布11和两LCP层(12a、12b)，每层LCP(熔点为280℃)的厚度为200微米；两LCP层分别覆盖在所述E-玻璃纤维布(型号7628)的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，所述粘结片1的一侧覆盖有一张厚度为5微米电解铜箔3，另一侧覆盖有离型膜4。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤A、材料准备：根据板材规格，确定配料结构，按要求准备LCP层、电解铜箔、E-玻璃纤维布；
步骤B、配料：以一个粘结单元作为粘结片，在粘结片的一个表面上覆盖一张电解铜箔，在另一个表面上覆盖一张离型膜，配成叠层结构为“电解铜箔/粘结片/离型膜”的层压胚料；
步骤C、压板：将上述配好的层压胚料夹在两块镜面不锈钢板中间，再放进层压机中，通过加热加压，制成液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板单面板；压合温度是290℃，压力为3MPa，压合时间为5分钟。
实施例2
见图3，一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由一个粘结单元1构成，所述粘结单元包括一E-玻璃纤维布11和两LCP层(12a、12b)，每层LCP(熔点为320℃)的厚度为30微米；两LCP层分别覆盖在所述E-玻璃纤维布(型号1080)的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，所述粘结片的两个表面分别上覆盖一张18微米压延铜箔(3a、3b)，结构为“压延铜箔/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/压延铜箔”。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤A、材料准备：根据板材规格，确定配料结构，按要求准备LCP层、压延铜箔、E-玻璃纤维布；
步骤B、配料：以一个粘结单元作为粘结片，在粘结片的两个表面分别上覆盖一张压延铜箔，配成叠层结构为“压延铜箔/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/压延铜箔”的层压胚料；
步骤C、压板：将上述配好的层压胚料夹在两块镜面不锈钢板中间，再放进层压机中，通过加热加压，制成液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板双面板；压合温度是315℃，压力为5MPa，压合时间为10分钟。
实施例3
见图4，一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由两个粘结单元(1和2)构成，所述单个粘结单元包括一E-玻璃纤维布(型号1080)和两LCP层，每层LCP(熔点为320℃)的厚度为30微米；两LCP层分别覆盖在所述E-玻璃纤维布的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层22a/E-玻璃纤维布21/LCP层22b/LCP层12a/E-玻璃纤维布11/LCP层12b。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，在粘结片的两个表面分别上覆盖一张18微米的电解铜箔(3a、3b)，结构为：电解铜箔/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/电解铜箔。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，同具体实施例2，其中，压合温度是315℃，压力为6MPa，压合时间为15分钟。
实施例4
一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由一个粘结单元构成，所述粘结单元包括一E-玻璃纤维布(型号7628)和两LCP层，每层LCP(熔点为325℃)的厚度为75微米；两LCP层分别覆盖在所述E-玻璃纤维布的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，所述粘结片的两个表面分别上覆盖一张35微米电解铜箔粘结片，结构为“电解铜箔/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/电解铜箔”。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，同具体实施例2，其中，压合温度是320℃，压力为4MPa，压合时间为20分钟。
实施例5
一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由一个粘结单元构成，所述粘结单元包括一E-玻璃纤维布(型号2116)和两LCP层，每层LCP(熔点为330℃)的厚度为50微米；两LCP层分别覆盖在所述E-玻璃纤维布的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，所述粘结片的两个表面分别上覆盖一张18微米电解铜箔粘结片，结构为“电解铜箔/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/离型膜”。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，同具体实施例1，其中，压合温度是320℃，压力为5MPa，压合时间为10分钟。
实施例6
一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由一个粘结单元构成，所述粘结单元包括一E-玻璃纤维布(型号7628)和两LCP层，每层LCP(熔点为330℃)的厚度为150微米；两LCP层分别覆盖在所述E-玻璃纤维布的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，所述粘结片的两个表面分别上覆盖一张70微米电解铜箔粘结片，结构为“电解铜箔/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/电解铜箔”。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，同具体实施例2，其中，压合温度是320℃，压力为8MPa，压合时间为25分钟。
实施例7
见图5，一种液晶聚合物玻璃纤维粘结片；由一个粘结单元1构成，所述粘结单元包括一E-玻璃纤维布11和四层LCP层(12a、12b、12c、12d)，每层LCP(熔点为280℃)的厚度为50微米；两LCP层先分别叠合后，再覆盖在所述E-玻璃纤维布(型号7628)的两侧，所述粘结单元的结构为：LCP层/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/LCP层。
一种含有所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板，所述粘结片的两个表面分别上覆盖一张35微米电解铜箔粘结片(3a、3b)，结构为“电解铜箔/LCP层/LCP层/E-玻璃纤维布/LCP层/LCP层/电解铜箔”。
所述液晶聚合物玻璃纤维粘结片的覆铜板的制备方法，同具体实施例2，其中，压合温度是290℃，压力为6MPa，压合时间为15分钟。
上述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。
比例较1
取电解铜箔(厚度18微米)、LCP膜(厚度75微米，熔点330℃)，按照“电解铜箔/LCP膜/电解铜箔”的配料结构叠合成层压胚料，将层压胚料夹在两块镜面不锈钢板中间，放进层压机中，以320℃的温度、4MPa的压力压合8分钟，得到液晶聚合物覆铜板。
比例较2
取电解铜箔(厚度18微米)、LCP膜(厚度200微米，熔点320℃)，按照“电解铜箔/LCP膜/电解铜箔”的配料结构叠合成层压胚料，将层压胚料夹在两块镜面不锈钢板中间，放进层压机中，以310℃的温度、5MPa的压力压合10分钟，得到液晶聚合物覆铜板。
各实施例及比较例的性能见表1所示。
表1覆铜板的性能
以上特性的测试方法如下：
(1)、绝缘层厚度：将板材的铜箔蚀刻掉，用千分尺测量绝缘层的厚度。
(2)、剥离强度：参照IPC-TM-6502.4.8试验方法测试，检验条件为常态(A)。
(3)、耐浸焊性：参照IPC-TM-6502.4.13试验方法测试，测试条件288℃、20s，观察板材有无分层起泡。
(4)、介电常数、介质损耗角正切：参照IPC-TM-6502.5.5.9试验方法测试平板电容法，处理条件C-24/23/50，测试频率1GHz。
(5)、尺寸稳定性：参照IPC-TM-6502.4.39试验方法测试，测试条件E-0.5/150。
(6)、延伸率：参照IPC-TM-6502.4.19试验方法测试。延伸率越大，材料塑性越大、越柔软；延伸率越小，材料脆性越大。
Claims (2)
1.一种覆铜板的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
步骤A、材料准备：根据板材规格，确定配料结构，准备液晶聚合物层、铜箔、玻璃纤维布和离型膜；
步骤B、配料：以一个或一个以上粘结单元作为粘结片，所述粘结单元包括一玻璃纤维布层和至少两液晶聚合物层，所述两液晶聚合物层分别覆盖在所述玻璃纤维布层的两侧，所述粘结单元的结构为：液晶聚合物层/玻璃纤维布层/液晶聚合物层；对于单面板，在粘结片的一个表面上覆盖一张铜箔，在另一个表面上覆盖一张离型膜，配成叠层结构为“铜箔/粘结片/离型膜”的层压坯料；对于双面板，在粘结片的两个表面上分别覆盖一张铜箔，配成叠层结构为“铜箔/粘结片/铜箔”的层压坯料；
步骤C、压板：将上述配好的层压坯料夹在两块镜面不锈钢板中间，再放进层压机中，通过加热加压，制成液晶聚合物玻璃纤维布基覆铜板单面板或双面板；
所述铜箔为电解铜箔或压延铜箔，所述铜箔的厚度为5～70微米；
所述压板工序中的压合条件是：压合温度为290～320℃，压力为3～8MPa，压合时间为5～25分钟：
所述的液晶聚合物层是熔点为320℃或330℃的热致性液晶聚合物薄膜。
2.根据权利要求1所述覆铜板的制备方法，其特征在于：所述每层液晶聚合物层的厚度为10～200微米。
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