CN104441831A - 一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，包括绝缘层和其两侧的铜箔层，所述绝缘层由液晶聚酯层和其两侧的Low Dk的聚酰亚胺树脂层组成，绝缘层厚度为12-50um。所述新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板及其制备方法，能够制备绝缘层厚度低至13μm的Low Dk双面挠性覆铜板，同时保证较薄厚度情况下绝缘层的机械性，能解决了目前软板业界存在的使用液晶聚酯薄膜制备Low Dk双面挠性覆铜板时，绝缘层厚度无法做薄的问题。

Description

一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板
技术领域
本发明涉及覆铜板技术领域，具体地，涉及一种新型结构的低介电常数挠性覆铜板。
背景技术
随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能的各种电子消费产品已成为人民日常生活中不可缺少的一部分，从而加快了无线通讯和宽频应用工业技术由传统的军用领域向民用消费电子领域转移的速度。由于消费电子市场需求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能化和微型化等，从而促进了高频高速应用技术的不断发展。因为高Dk会使信号传递速率变慢，高Df会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低Dk/Df已成为基板业者之追逐热点，各种降低Dk/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来。
在Low Dk挠性覆铜板的制备方面，目前业界采取的是先制造液晶聚酯薄膜，再用高温辊压机在高温下与铜箔压合制备双面的挠性覆铜板，如株式会社可乐丽的系列专利CN101223835B，CN101056758B和CN100343313C都是用这种方式制备Low Dk挠性覆铜板。然而，此种方式所制备的液晶聚酯薄膜需要保证一定的厚度，如果液晶聚酯薄膜厚度太小，容易出现各向异性以及高温压合时断膜等问题，目前此种制备方式液晶薄膜厚度最低只能做到25μm。
因此业界有另一种制备Low Dk挠性覆铜板的方法，即将液晶聚酯溶液涂布与铜箔上，再用高温辊压机在高温下与铜箔压合制备双面的挠性覆铜板，如住友化学株式会社系列专利CN102585448A和CN1903564B等都是用这种方式制备Low Dk挠性覆铜板。然而，此种方式由于采用热塑性的液晶聚酯涂布，在涂布过程中残留应力较大，造成最终制备的挠性覆铜板容易出现尺寸收缩较大的问题，同时受液晶聚酯本身机械性能一般所限，涂布厚度并不能得到降低，如果绝缘层厚度低于25μm，在FPCB加工过程容易出现裂膜现象。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板及其制备方法，能够制备绝缘层厚度低至13μm的Low Dk双面挠性覆铜板，同时保证较薄厚度情况下绝缘层的机械性，能解决了目前软板业界存在的使用液晶聚酯薄膜制备Low Dk双面挠性覆铜板时，绝缘层厚度无法做薄的问题。
本发明的技术方案如下：一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，包括绝缘层和其两侧的铜箔层，其特征在于，所述绝缘层由液晶聚酯层和其两侧的Low Dk的聚酰亚胺树脂层组成，所述绝缘层厚度为12-50μm。
所述聚酰亚胺树脂层经高温亚胺化后的介电常数Dk小于2.9，玻璃化转变温度在300℃以上，模量大于6Gpa。
所述聚酰亚胺树脂层涂布在铜箔上并干燥后的厚度为5-10μm。
所述液晶聚酯层涂布在述聚酰亚胺树脂层上并固化后的厚度为1.5-6μm。较佳地，本发明所述的液晶聚酯溶液选用住友化学株式会社生产的VR400，Dk2.8。
所述铜箔为电解铜箔或压延铜箔，厚度为9-35μm。
所述液晶聚酯层和聚酰亚胺树脂层的总厚度为12-50μm。
所述液晶聚酯层和聚酰亚胺树脂层的厚度比例为1：1-3：1，以保证良好的机械性能。
所述新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，包括如下步骤：
4)制备聚酰亚胺树脂前驱溶液；
5)在铜箔上涂布一层Low Dk的聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亚胺化后得到的聚酰亚胺层厚度为5-10μm；在160℃下烘烤3min除去部分溶剂，然后再涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为1.5-6μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为6.5-16μm的单面挠性覆铜板；
6)然后，将两块单面挠性覆铜板的液晶聚酯层对着液晶聚酯层相对叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为13-32μm的双面挠性覆铜板。
所述聚酰亚胺树脂前驱溶液的制备方法如下：
将2，2'-双(三氟甲基)-4，4'-二氨基联苯(TFMB)在搅拌下溶解在二甲基乙酰胺(DMAc)中；然后将所得溶液在水浴中冷却至10℃，在氮气流下缓慢加入联苯四甲酸二酐(BPDA)；持续搅拌6小时，制得粘稠的聚酰亚胺树脂前驱溶液。
本发明的有益效果为：本发明所述新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板及其制备方法，能够制备绝缘层厚度低至13μm的Low Dk双面挠性覆铜板，同时保证较薄厚度情况下绝缘层的机械性，能解决了目前软板业界存在的使用液晶聚酯薄膜制备Low Dk双面挠性覆铜板时，绝缘层厚度无法做薄的问题。
附图说明
图1为本发明所述新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对进一步说明本发明，以帮助更好的理解本发明的内容，但这些具体实施方式不以任何方式限制本发明的保护范围。
参照图1，一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板1，包括绝缘层10和其两侧的铜箔层20。所述绝缘层10由液晶聚酯层11和其两侧的Low Dk的聚酰亚胺树脂层12组成。所述聚酰亚胺树脂层12经高温亚胺化后的介电常数Dk小于2.9，玻璃化转变温度在300℃以上，模量大于6Gpa。其中，所述聚酰亚胺树脂层12涂布在铜箔层20上并干燥后的厚度为5-10μm。所述液晶聚酯层11涂布在述聚酰亚胺树脂层12上并固化后的厚度为1.5-6μm。所述液晶聚酯层11和所述聚酰亚胺树脂层12的总厚度为12-50μm。所述液晶聚酯层11和聚酰亚胺树脂层12的厚度比例为1：1-3：1。
所述铜箔为电解铜箔或压延铜箔，所述铜箔层20厚度为9-35μm。
实施例1：
一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备聚酰亚胺树脂前驱溶液，制备方法如下：
称量23.10g的TFMB，在500ml的三口烧瓶中边搅拌边溶解在180g DMAc中，然后将该溶液在水浴中冷却至10℃，在氮气流下缓慢加入21.07g的BPDA，持续搅拌6小时，进行聚合反应，制的粘稠的聚酰亚胺树脂前驱溶液。
2)在12μm的电解铜箔上涂布步骤1)所得Low Dk的聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亚胺化后得到的聚酰亚胺层厚度为5μm；在160℃下烘烤3min除去部分溶剂，然后再涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为1.5μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为6.5μm的单面挠性覆铜板；
3)将两块单面挠性覆铜板的液晶聚酯层对着液晶聚酯层相对叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为13μm的双面挠性覆铜板。
实施例2：
一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备聚酰亚胺树脂前驱溶液，制备方法如下：
称量23.10g的TFMB，在500ml的三口烧瓶中边搅拌边溶解在180g DMAc中，然后将该溶液在水浴中冷却至10℃，在氮气流下缓慢加入21.07g的BPDA，持续搅拌6小时，进行聚合反应，制的粘稠的聚酰亚胺树脂前驱溶液。
2)在12μm的电解铜箔上涂布步骤1)所得Low Dk的聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亚胺化后得到的聚酰亚胺层厚度为7μm；在160℃下烘烤3min除去部分溶剂，然后再涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为3μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为10μm的单面挠性覆铜板；
3)将两块单面挠性覆铜板的液晶聚酯层对着液晶聚酯层相对叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为20μm的双面挠性覆铜板。
实施例3：
一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备聚酰亚胺树脂前驱溶液，制备方法如下：
称量23.10g的TFMB，在500ml的三口烧瓶中边搅拌边溶解在180g DMAc中，然后将该溶液在水浴中冷却至10℃，在氮气流下缓慢加入21.07g的BPDA，持续搅拌6小时，进行聚合反应，制的粘稠的聚酰亚胺树脂前驱溶液。
2)在12μm的电解铜箔上涂布步骤1)所得Low Dk的聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亚胺化后得到的聚酰亚胺层厚度为8μm；在160℃下烘烤3min除去部分溶剂，然后再涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为4.5μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为12.5μm的单面挠性覆铜板；
3)将两块单面挠性覆铜板的液晶聚酯层对着液晶聚酯层相对叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为25μm的双面挠性覆铜板。
实施例4：
一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备聚酰亚胺树脂前驱溶液，制备方法如下：
称量23.10g的TFMB，在500ml的三口烧瓶中边搅拌边溶解在180g DMAc中，然后将该溶液在水浴中冷却至10℃，在氮气流下缓慢加入21.07g的BPDA，持续搅拌6小时，进行聚合反应，制的粘稠的聚酰亚胺树脂前驱溶液。
2)在12μm的电解铜箔上涂布步骤1)所得Low Dk的聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亚胺化后得到的聚酰亚胺层厚度为18μm；在160℃下烘烤3min除去部分溶剂，然后再涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为7μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为25μm的单面挠性覆铜板；
3)将两块单面挠性覆铜板的液晶聚酯层对着液晶聚酯层相对叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为50μm的双面挠性覆铜板。
对比例1
在12μm的电解铜箔上涂布涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为13μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为13μm的单面挠性覆铜板；
将一块单面挠性覆铜板与12μm的电解铜箔叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为13μm的双面挠性覆铜板。
对比例2
在12μm的电解铜箔上涂布涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为20μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为20μm的单面挠性覆铜板；
将一块单面挠性覆铜板与12μm的电解铜箔叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为20μm的双面挠性覆铜板。
对比例3
在12μm的电解铜箔上涂布涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为25μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为25μm的单面挠性覆铜板；
将一块单面挠性覆铜板与12μm的电解铜箔叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为25μm的双面挠性覆铜板。
对比例4
在12μm的电解铜箔上涂布涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为50μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为50μm的单面挠性覆铜板；
将一块单面挠性覆铜板与12μm的电解铜箔叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为50μm的双面挠性覆铜板。
本发明实施例1-4及对比例1-4的所用的液晶聚酯溶液均选用住友化学株式会社生产的VR400，Dk2.8。
本发明人测试了实施例1-4及对比例1-4的双面挠性覆铜板的性能并将检测结果记录如表1。
特性的测试方法如下：
(1)剥离强度(PS)按照IPC-TM-6502.4.9方法，测试金属层90°的剥离强度。表中记录数据为双面板两个面中剥离强度较小的那个值。
(2)尺寸稳定性：按IPC-TM-650方法2.2.4测试。
(3)Dk：SPDR法，1.1GHz。
(4)模量，拉伸强度和延伸率：万能拉力机。
表1 实施例1-4及对比例1-4的双面挠性覆铜板的性能检测结构比较
分析表1可知:实施例1-4的双面挠性覆铜板的模量，拉伸强度和延伸率均高于比较例1-4，而Dk,剥离强度和尺寸稳定性与比较例1-4相当。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，包括绝缘层和其两侧的铜箔层，其特征在于，所述绝缘层由液晶聚酯层和其两侧的Low Dk的聚酰亚胺树脂层组成，绝缘层厚度为12-50um。
2.如权利要求1所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂层经高温亚胺化后的介电常数Dk小于2.9，玻璃化转变温度在300℃以上，模量大于6Gpa。
3.如权利要求1所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂层涂布在铜箔上并干燥后的厚度为5-10μm。
4.如权利要求1所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，其特征在于，所述液晶聚酯层涂布在述聚酰亚胺树脂层上并固化后的厚度为1.5-6μm。
5.如权利要求1所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，其特征在于，所述铜箔为电解铜箔或压延铜箔，厚度为9-35μm。
6.如权利要求1所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板，其特征在于，所述液晶聚酯层和聚酰亚胺树脂层的厚度比例为1：1-3：1，以保证良好的机械性能。
7.如权利要求1-6任一项所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备聚酰亚胺树脂前驱溶液；
2)在铜箔上涂布一层Low Dk的聚酰胺酸溶液，控制聚酰胺酸溶液厚度，使得亚胺化后得到的聚酰亚胺层厚度为5-10μm；在160℃下烘烤3min除去部分溶剂，然后再涂布液晶聚酯溶液，控制其在成品中厚度为1.5-6μm，在160℃下烘烤3min，然后在氮气保护下在360℃烤箱中烘烤3h固化，完成亚胺化过程并促使液晶聚酯再聚合，制得绝缘层总厚度为6.5-16μm的单面挠性覆铜板；
3)然后，将两块单面挠性覆铜板的液晶聚酯层对着液晶聚酯层相对叠层，然后用真空压力机在表面压力15Mpa，温度360℃下进行热压合60s，使得液晶聚酯层融合在一起，从而制得绝缘层总厚度为13-32μm的双面挠性覆铜板。
8.如权利要求7所述的新型结构的低介电常数双面挠性覆铜板的制备方法，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂前驱溶液的制备方法如下：
将2，2'-双(三氟甲基)-4，4'-二氨基联苯(TFMB)在搅拌下溶解在二甲基乙酰胺(DMAc)中；然后将所得溶液在水浴中冷却至10℃，在氮气流下缓慢加入联苯四甲酸二酐(BPDA)；持续搅拌6小时，制得粘稠的聚酰亚胺树脂前驱溶液。
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