CN105612055A - 氟树脂基材、印刷线路板和电路模块 - Google Patents

氟树脂基材、印刷线路板和电路模块 Download PDF

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Abstract

一种含有氟树脂作为主要成分的氟树脂基材,其中在对应于所述基材的表面的至少一部分的区域上存在改性层,所述改性层含有硅氧烷键和亲水性有机官能团,并且所述改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。

Description

氟树脂基材、印刷线路板和电路模块
技术领域
本发明涉及氟树脂基材、印刷线路板和电路模块。
背景技术
具有氟树脂基材的印刷线路板是公知的。这样的具有氟树脂基材的印刷线路板用作为高频信号处理的电路板,这是因为氟树脂的介电常数低于环氧树脂。此外,由于氟树脂具有优良的耐化学品性和耐热性,因此这样的具有氟树脂基材的印刷线路板也被用作为暴露于化学品的电路板或需要耐热性的电路板。
而具有耐化学品性的氟树脂与其他部件间具有较差的反应性,因此,与其他部件之间的粘着性(剥离强度)方面存在问题。为了改善这个问题,使用各种方法对氟树脂基材进行表面处理。表面处理的一个示例性方法是等离子体处理。在等离子体处理中,通过等离子体照射使氟树脂基材亲水化。在使用氟树脂基材的印刷线路板的制造中,已经提出利用等离子体照射氟树脂基材,然后在氟树脂基材上形成金属层(参见日本专利特开No.2003-201571(专利文献1))。
引用列表
专利文件
专利文献1:日本专利特开No.2003-201571
发明内容
技术问题
然而,等离子体处理过的氟树脂基材的缺点在于它的表面改性状态不能长时间维持。因此,表面改性后,会在预定时间内进行预定处理(例如,化学镀覆等处理)。因而常规氟树脂基材在制造控制方面需要花费时间和精力。另外,因为未形成金属层的部分会随着时间推移而失去其表面改性状态,所以在所得到的电路基板上无法提供具有足够高粘着强度(即,剥离强度)的被覆材料。因此,需要一种表面改性状态比常规氟树脂基材更稳定的氟树脂基材。
鉴于上述情况而完成了本发明,并且本发明的目的在于提供一种具有稳定的表面改性状态的氟树脂基材,具有所述氟树脂基材的印刷线路板和电路模块。
问题的解决方案
根据本发明的一个实施方案的氟树脂基材是含有氟树脂作为主要成分的氟树脂基材,该氟树脂基材包括位于其表面的至少一部分区域的改性层,所述改性层含有硅氧烷键和亲水性有机官能团,并且所述改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。
本发明的有益效果
该氟树脂基材的表面改性状态比常规氟树脂基材更稳定。
附图说明
图1是氟树脂基材的截面视图。
图2是印刷线路板的平面视图。
图3是沿图2中的A-A线截取得到的截面视图。
图4是示出了印刷线路板的另一个例子的平面图。
图5是电路模块的示意图。
图6是示出了氟树脂基材制造方法的示意图。
具体实施方式
[本发明实施方案的说明]
以下将首先对本发明的实施方案进行列举说明。
根据本发明的一个实施方案的氟树脂基材是含有氟树脂作为主要成分的氟树脂基材,所述氟树脂基材包括位于其表面的至少一部分区域上的改性层,所述改性层含有硅氧烷键和亲水性有机官能团,并且所述改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。
氟树脂基材的改性层的亲水性表面具有高反应性,其中该改性层与纯水的接触角为90°以下。本文所用的术语“高反应性”包括具有显著的物理作用,如粘着性。因此,氟树脂基材具有表面活性。此外,由于改性层的硅氧烷键结构,该改性层随时间推移是稳定的,因此,它的表面改性状态(表面活性状态)比常规氟树脂基材更稳定。本文所用的术语“氟树脂基材含有氟树脂作为主要成分”是指氟树脂基材中的氟树脂含量为50质量%以上,并优选为90质量%以上。更优选地,在氟树脂基材中距离至少具有改性层的表面1μm的深度位置处,氟树脂基材还具有95%以上的平均氟树脂含量。本文所用的术语“亲水性有机官能团”是指具有亲水性的官能团,并且该官能团由氢原子和电负性大于氢原子的原子构成。本文所用的术语“与纯水的接触角”是指按照JIS-R-3257(1999)使用静滴法测定的接触角的值,例如,用接触角测量装置如ErmaCorporation的“G-I-1000”测定的值。本文所用的术语“表面改性状态”意味着比原始氟树脂基材具有更高的表面活性。具体而言,表面改性状态意味着满足以内条件中的至少一者:表面与极性溶剂的表面接触角小于原始氟树脂基材;与化学物质的反应性高于原始氟树脂基材;以及与树脂的粘着性(剥离强度)高于原始氟树脂基材。
优选地,使用平均厚度为12.5μm的聚酰亚胺片材作为柔性粘附材料进行测定,平均厚度为25μm的环氧树脂粘合剂对改性层表面的剥离强度优选为1.0N/cm以上。采用这种构成,层叠在聚酰亚胺片材等的表面上的粘附材料可难以与氟树脂基材剥离。需要注意的是,“剥离强度”的值表示使用根据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”的方法测定的值。需要注意的是,在以上剥离强度的测量中,使用具有聚酰亚胺片材和环氧树脂粘合剂的层叠体的覆盖层。使用购自ArisawaManufacturingCo.,Ltd.的“CM型”覆盖层中的一种作为这种覆盖层,其中该“CM型”覆盖层使用了购自KanekaCorporation的“Apical(注册商标)NPI”作为聚酰亚胺片材。
优选地,在蚀刻处理中未除去所述改性层,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,在45℃的条件下将所述改性层浸渍2分钟。采用这种构成,即使对其上形成有金属层的氟树脂基材进行蚀刻处理,也可以维持氟树脂基材的表面改性状态(表面活性)。因此,当在蚀刻处理之后对氟树脂基材进行任何处理时,氟树脂基材都能在处理后提供令人满意的状态。
优选地,改性层的表面的平均表面粗糙度Ra为4μm以下。采用这种构成,当将氟树脂基材用作电路板时就可以实现令人满意的高频特性。具体而言,可以降低改性层表面上层叠的导电图案的接合面的表面粗糙度Ra。这降低了由于趋肤效应导致的高频信号聚集部分的不均匀性,使电流能够线性流动,由此降低传输延迟和传输损失。如本文所用的术语“平均表面粗糙度Ra”是指根据JIS-B-0601(2001)测得的算术平均粗糙度。
优选地,改性层的平均厚度为400nm以下。采用这种构成,当将氟树脂基材用作电路板时,可以抑制由于改性层的厚度而导致的高频特性劣化。具体而言,通过将介电常数趋于增加的改性层设计为平均厚度为400nm以下,从而能够抑制介电损失的增加。注意,改性层的“平均厚度”是利用干涉式厚度计(interferencethicknessmeter)、XPS(X射线光电子能谱仪)、电子显微镜等测量的距离。
在氟树脂基材中,所述亲水性有机官能团优选是羟基、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、甲基丙烯酰基、巯基,或它们的组合。采用这种构成,氟树脂基材的表面反应性(包括粘着强度)得以提高。
氟树脂基材优选在600nm波长下的光透射率为50%以上。采用这种构成,氟树脂基材可以作为光的光路。需要注意的是,术语“600nm波长下的光透射率”是指按照JIS-K-7375(2008),使用600nm波长的单波长光源测得的值。
根据本发明的一个实施方案的印刷线路板包括上述氟树脂基材。采用这种构成,印刷线路板中的粘附材料可以具有耐剥离性。粘附材料是指设置在氟树脂基材的表面上的材料,如金属层、粘合剂、被覆材料、或油墨。粘附材料的具体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、将基材接合在一起的预浸树脂、涂布树脂、阻焊剂、电磁波屏蔽材料、热传导材料、增强剂、粘合剂、增粘剂、油墨、导电性胶、导电图案、用于固定和加强部件的粘合剂和覆盖膜。
印刷线路板优选包括层叠在氟树脂基材的具有改性层的区域的至少一部分上的导电图案。也就是说,导电图案通过夹在导电图案和氟树脂之间的改性层而附着于氟树脂上。采用这种构成,导电图案的剥离得以抑制。
印刷线路板优选包括层叠在氟树脂基材的改性层表面上的被覆材料。采用这种构成,能够增加被覆材料的剥离强度,使其超过当被覆材料(例如,覆盖膜)直接粘附于未改性氟树脂时的剥离强度。需要注意的是,被覆材料包括被覆树脂和被覆部件。也可以将具有上述结构的氟树脂基材用作被覆材料。即,采用介电常数低的氟树脂作为氟树脂基材和被覆材料。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。
根据本发明的一个实施方案的电路模块包括上述印刷线路板。采用这种构成,能够抑制粘附到印刷线路板上的粘附材料的剥离,从而获得更可靠的电路模块。
[本发明实施方案的详述]
以下将参照附图对根据本发明实施方案的氟树脂基材、印刷线路板和电路模块的具体实例进行详述。
[氟树脂基材]
参照图1,对氟树脂基材1进行说明。氟树脂基材1包括含有氟树脂作为主要成分的氟树脂层2、以及形成在氟树脂层2的表面的至少一部分区域上的改性层3。需要注意的是,氟树脂层2的“表面”是指氟树脂层2的整个外周面,包括氟树脂层2的一个表面和与该表面相对的另一表面。尽管图1示出了在完整的一个表面上形成的改性层3,但这仅仅是说明性的,改性层3的形成区域可以是一个表面的一部分,或者可以是在全部两个表面或两个面中的各表面的一部分。
如本文中所使用的术语“氟树脂”是指这样一种树脂,其中构成聚合物链的重复单元的碳原子上所结合的至少一个氢原子被氟原子或含有氟原子的有机基团(以下,也可以称为"含氟原子基团")取代。所述含氟原子基团是其中直链或支链有机基团中的至少一个氢原子被氟原子取代的基团,含氟原子基团的实例包括氟烷基、氟烷氧基和氟聚醚基。
术语“氟烷基”是指其中至少一个氢原子被氟原子取代的烷基,并包括“全氟烷基”。具体而言,“氟烷基”包括:其中烷基中的所有氢原子均被氟原子取代的基团;其中除了烷基的一个末端氢原子之外,其他所有氢原子均被氟原子取代的基团;等等。
术语“氟烷氧基”是指其中至少一个氢原子被氟原子取代的烷氧基,其包括“全氟烷氧基”。具体而言,“氟烷氧基”包括:其中烷氧基中的所有氢原子均被氟原子取代的基团;其中除了烷氧基的一个末端氢原子之外,其他所有的氢原子均被氟原子取代的基团;等等。
术语“氟聚醚基”是指具有氧化亚烷基单元作为重复单元、并且具有末端烷基或氢原子的一价基团,其中所述氧化亚烷基链或末端烷基中的至少一个氢原子被氟原子取代。术语“氟聚醚基”包括具有多个全氟氧化亚烷基链作为重复单元的“全氟聚醚基”。
未改性的氟树脂基材1(即,作为氟树脂层2的主要成分的氟树脂)的例子可以包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、氯三氟乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)、以及由四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯这3种单体构成的热塑性氟树脂(THV)及氟弹性体。另外,也可以使用含有这些化合物的混合物或共聚物作为形成氟树脂基材1的材料。
尤其优选作为用作氟树脂层2的主要成分的氟树脂是四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)。使用这些氟树脂赋予了氟树脂层2弹性、光学透明性、耐热性和阻燃性。
氟树脂层2也可以(例如)包含作为任选组分的工程塑料、阻燃剂、阻燃助剂、颜料、抗氧化剂、反射赋予剂、掩蔽剂、润滑剂、加工稳定剂、增塑剂、发泡剂和/或增强材料。
可根据氟树脂基材1所要求的特性,从已知的工程塑料中选择待使用的工程塑料。通常,可以使用芳香族聚醚酮作为工程塑料。
芳香族聚醚酮是具有这样的结构的热塑性树脂,其中苯环在对位键合,并且苯环通过刚性酮键(-C=O)或柔性醚键(-O-)彼此连接。芳香族聚醚酮的实例包括:聚醚醚酮(PEEK),其具有这样的结构单元,其中醚键、苯环、醚键、苯环和酮键依次排列;和聚醚酮(PEK),其具有这样的重复单元,其中醚键、苯环、酮键和苯环依次排列。作为芳香族聚醚酮特别优选的是PEEK。这些芳香族聚醚酮具有良好的耐磨性、耐热性、绝缘性、加工性等等。
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。
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。
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。
可使用各种公知的颜料作为所述颜料,例如,二氧化钛。
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。
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。
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。
氟树脂基材1可具有中空的结构。
氟树脂基材1的平均厚度的下限优选为3μm,并且更优选为6μm。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55μm。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。
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。
<改性层>
改性层3包含硅氧烷键(Si-O-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具有亲水性,从而提高了表面的润湿性。因此,当在极性溶剂中对氟树脂基材1进行表面处理时,处理速度和表面处理的均匀性(处理的均一性)得到改善。
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、O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-O-、-S-、-S-S-、-(CH2)n-、-NH-、-(CH2)n-NH-或-(CH2)n-O-(CH2)m-(其中各n和m是1以上的整数)等原子团与氟树脂的C原子连接。
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。
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-OH)的基团。
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。
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℃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。
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。
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。
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。
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,这会导致高频特性不足。
通过使用平均厚度为12.5μm的聚酰亚胺片材作为柔性粘附材料进行测定,平均厚度为25μm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1.0N/cm,更优选为3.0N/cm,还更优选为5.0N/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。
改性层3的表面的平均表面粗糙度Ra的上限优选为4μm,更优选为2μm,还更优选为1μm。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。
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。
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、丙烯酸树脂、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。
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℃以上400℃以下,20分钟以上30分钟以下,3MPa以上4MPa以下。
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。
[印刷线路板]
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。
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。
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。
导电图案11(例如)由铜、银、金、SUS(不锈钢)、铁、铝、镍或ITO(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(dummylayer)等。
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、苯乙烯类树脂、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。
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、苯乙烯类树脂和改性聚苯醚。
注意,在由氟树脂、交联性聚烯烃、苯乙烯类树脂(例如间规聚苯乙烯)、或改性聚苯醚构成的被覆材料13中,或者在上述任一种具有空隙或气泡(空孔)的被覆材料13中,介电常数ε可以设为3以下。具有这种结构的被覆材料13因此适合作为需要低介电损耗的部件(例如,用于高频率应用的部件)。
图3是沿图2的印刷线路板10中的A-A线截取得到的横截面图。作为被覆材料13的覆盖膜包括粘合剂层14和保护层15。导电图案形成在改性层3上。覆盖膜的粘合剂层14粘附于改性层3上。这使得覆盖膜具有耐剥离性。
图4示出了印刷线路板的另一个例子。印刷线路板10X包括上述氟树脂基材1。改性层3形成在印刷线路板10X的一个表面上。即,使这一个表面具有亲水性。导电图案11也形成在形成有改性层3的这个表面上。至少中心部分16是透明的,并且所形成的中心部分16的平均表面粗糙度Ra为4μm以下。例如,印刷线路板10X用作触摸面板的电极片。注意,改性层3可以形成在印刷线路板10X的另一个面中的全部区域、或者一个或多个局部区域上。以这种方式,在使用印刷线路板10X的制造过程中,当在传送板上传送印刷线路板10X时,可借助于形成在另一表面上的改性层3的功能,从而使印刷线路板10X吸附在传送板上。这抑制了传送期间印刷线路板10X的滑动。
[电路模块]
参照图5,将对电路模块20进行说明。电路模块20包括如上所述的印刷线路板10,和安装在印刷线路板10上的电子元件21。连接至电子部件21的导电图案11覆盖有诸如阻焊剂或覆盖膜之类的被覆材料13。电子部件21的例子可以包括电阻器、电容器、线圈、连接器、开关、IC(集成电路)、发光元件、光接收元件、加速传感器、声学装置(压电元件、硅麦克风等)、磁传感器、温度传感器和同轴电缆。
电路模块20在制造性方面优于具有常规氟树脂基材的电路模块,这是因为上述印刷线路板10中所包括的氟树脂基材1具有能够承受回流的耐热性、并具有高粘着性的改性层3。由于电路模块20具有高耐热性的氟树脂基材1,因此电路模块20还具有优异的耐热性。
[高频电路模块]
以下将对高频电路模块进行说明。高频电路模块包括上述印刷线路板10、和安装在印刷线路板10上的高频装置(一种电子部件21)。连接至电子部件21的导电图案11覆盖有诸如阻焊剂或覆盖膜之类的被覆材料13。
与具有环氧树脂基材的高频电路模块相比,这种包括具有低介电常数的氟树脂基材1的高频电路模块降低了高频信号的信号传输损耗。此外,导电图案11和阻焊剂设置于改性层3上。这使得即使在高温高湿度的环境下,导电图案11和阻焊剂也不会与氟树脂基材1剥离。这使得即使在高温高湿度的环境中,也能抑制由于导电图案11的剥离而导致的断开,或因阻焊剂的剥离而导致的电路特性劣化。因此,与具有常规氟树脂基材而不具有改性层3的高频电路模块相比,可以减少高频电路模块特性的劣化。
[氟树脂基材的制造方法]
参照图6,将对氟树脂基材1的制造方法进行描述。在第一步骤中,将包含醇、水、以及作为改性剂的硅烷偶联剂的底漆材料101附着至平板状载体100(参见图6(A))。注意,载体100的表面中附着有底漆材料101的区域为载体100的表面中的至少一部分,并且底漆材料101可附着至载体100的全部表面上。底漆材料101可以仅附着到载体100的一个表面上,或者附着到载体100的一个表面的部分区域。注意,在此载体100的全部表面是指全部外周面。例如,当载体100是片材时,载体100的全部表面意味着所有的相对表面,当载体100是立方体时,载体100的全部表面意味着所有的六个表面。
底漆材料101可以用任何非限制性方法粘附于载体100。例如,可以采用任何浸渍法、喷雾法、涂布法等。然后通过干燥除去底漆材料101中的醇。可以使用自然干燥、加热干燥以及减压干燥中的任意方法除去醇。注意,可以在第二步骤中进行热压接的冲压机900中连续地进行干燥。干燥后,通过加热(例如,120℃下15分钟)使硅烷偶联剂接合至载体100。
全部底漆材料101中硅烷偶联剂的含量的下限优选为0.1质量%,更优选为0.5质量%。另一方面,全部底漆材料101中硅烷偶联剂的含量的上限优选为5质量%,更优选为3质量%。如果硅烷偶联剂的含量超过该上限时,可能会出现硅烷偶合剂的聚合,并且不易于在载体100的表面上形成厚度均匀的底漆材料101的膜。
作为硅烷偶联剂,优选使用具有含N原子或S原子的亲水性有机官能团和具有含Si原子的水解性含硅官能团的硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂中含有Si原子的水解性含硅官能团能够通过水解产生硅烷醇基。此外,这些硅烷醇基的缩合会形成硅氧烷键(Si-O-Si)。另外,一些硅烷醇基和亲水性有机官能团与载体100接合。其结果是,在载体100上形成了这样的被覆材料,该被覆材料包含确保稳定性的硅氧烷键和确保亲水性的亲水性有机官能团。另外,包含N原子或S原子的亲水性有机官能团能够相对容易地与氟树脂层2的氟树脂结合。
具体而言,上述含有Si原子的水解性含硅官能团是这样的基团,其中烷氧基与硅原子结合。烷氧基的实例可以包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧基以及戊氧基。
包含N原子的亲水性有机官能团的实例包括氨基和脲基。
具有含N原子的亲水性有机官能团的硅烷偶联剂的实例包括氨基烷氧基硅烷、脲基烷氧基硅烷及其衍生物。
氨基烷氧基硅烷的实例可包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
氨基烷氧基硅烷的衍生物的实例包括:酮亚胺类,例如3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺;和硅烷偶联剂的盐,例如N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的乙酸盐。
脲基烷氧基硅烷的实例包括3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷和N-(2-脲基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
包含S原子的亲水性有机官能团的实例包括巯基和硫化物基。
具有包含S原子的亲水性有机官能团的硅烷偶联剂的实例包括巯基烷氧基硅烷、烷氧基硅烷硫化物(sulfidealkoxysilane)及其衍生物。
巯基烷氧基硅烷的实例包括3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基(二甲氧基)甲基硅烷。
烷氧基硅烷硫化物的实例包括双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物和双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物。
也可以使用通过将改性基团引入到任何上述硅烷偶联剂中而得到的硅烷偶联剂。改性基团优选为苯基。
在上述列举的例子中,3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷或双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物优选作为硅烷偶联剂。
可以将其他偶联剂与上述硅烷偶联剂组合使用作为改性剂。任何与氟树脂层2的氟树脂或其自由基发生反应的偶联剂都可以作为其他偶联剂,例如钛基偶联剂。
钛基偶联剂的实例包括异丙基三异硬酯酸钛酸酯、异丙基三硬酯酸钛酸酯、异丙基三辛酸钛酸酯、异丙基二甲基丙烯酰基异硬酯酸钛酸酯、异丙基三十二烷基苯磺酰基钛酸酯、异丙基异硬酯酸二丙烯酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三枯烯基苯基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(N-氨基乙基-氨基乙基)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、四辛基双(双十三烷基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、四(2,2-二烯丙基氧基甲基-1-丁基)双(双十三烷基)亚磷酸酰氧基钛酸酯、二枯基苯氧基乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酰氧基)氧乙酸酯钛酸酯、二异硬脂酰基钛酸乙二酯、双(二辛基焦磷酸酯)乙撑钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)二异丙基钛酸酯、原钛酸四甲酯、原钛酸四乙酯、原钛酸四丙酯、原钛酸四异丙基四乙酯、原钛酸四丁酯、丁基聚钛酸酯、原钛酸四异丁酯、钛酸-2-乙基己基酯、钛酸十八烷基酯、钛酸甲苯酯单体、钛酸甲苯酯聚合物、二异丙氧基-双-(2,4-戊二酮)钛(IV)、二异丙基-双-三乙醇氨基钛酸酯、钛酸辛二醇酯、乳酸钛、乙酰乙酸钛酸酯、二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛、二-正丁氧基双(三乙醇铝合)钛、二羟基双(乳酸)钛、钛-异丙氧基亚辛基乙醇酸酯、四-正丁氧基钛聚合物、三-正丁氧基钛单硬脂酸酯聚合物、钛酸丁酯二聚物、乙酰丙酮钛、聚(乙酰丙酮钛)、钛亚辛基乙醇酸酯、乳酸钛铵盐、乳酸钛乙酯、钛三乙醇胺和聚羟基钛硬脂酸盐。
包含在底漆材料101中的醇的例子可包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇和异丙醇。将含有选自这些醇构成的组中的一种以上的醇的溶液用作底漆材料101的溶剂。
底漆材料101中使用量非常少的水对于硅烷偶联剂的缩合来说是必不可少的。例如,基于醇的总量,可以将水的比例设为0.01质量%以上0.1质量%以下。
将有机物质用作为载体100。例如,载体100由铜、金、银、铁、铝或镍等金属制成,或由玻璃、硅、硅氧烷、碳或陶瓷等材料制成。载体100也可以是这些材料的复合物。
当采用溶解方法(见下文)剥离载体100时,将可溶解于蚀刻剂中的卑金属用作载体100。例如,将铜、铁、铝等金属片材用作为底漆材料101的载体100。如本文中所使用的术语“卑金属”是指离子化倾向等于或高于铜的离子化倾向的金属,具体而言,指的是标准氧化还原电势为0.5V以下的金属。
对于载体100的形状没有特别的限制,它可以配置为与其上将要形成改性层3的物体的形状相匹配。例如,当将在板状或片状氟树脂材料102上形成改性层3时,则使用板状载体100。另外,当将在具有弯曲表面的氟树脂材料102上形成改性层3时,则可以使用成形为与弯曲表面相匹配的载体100。当在平面视图中观看时,载体100还可以被分割为多个块状区域。
优选的是,将载体100中附着有底漆材料101的部分(以下简称为“附着面”)的平均表面粗糙度Ra设定为不超过预定值。具体而言,载体100的附着面的平均表面粗糙度Ra的上限值优选为4μm,更优选为1μm。如果载体100的附着面的平均表面粗糙度Ra超过该上限值时,改性层3的平均表面粗糙度Ra可能会变高。还希望调整载体100的附着面,以实现在其上能够均匀地涂布液体底漆材料的表面。特别地,载体100的附着面有利地具有良好的润湿性,并且理想的是与水具有100°以下的接触角。
注意,可以将载体100的整个附着面中预定区域的平均表面粗糙度Ra设置为不超过预定值,且可以将所述预定区域的周边部的平均表面粗糙度Ra设置为高于预定值。在这种情况下,改性层3中对应于预定区域的部分的表面粗糙度可以低于其周边部的表面粗糙度。
在第二步骤中,将氟树脂材料102层叠在其上附着有底漆材料的载体100的表面上,底漆材料101夹在氟树脂材料102与载体100之间,并利用冲压机900对得到的层叠体进行热压接(参见图6(B))。热压接优选在减压下进行,以防止在载体100和氟树脂材料102之间形成气泡或空隙。热压接还优选在低氧条件下进行,以抑制载体100的氧化。例如,在氮气气氛中进行热压接。以这种方式,在载体100和氟树脂材料102之间形成改性层3。
氟树脂材料102是形成氟树脂基材1的氟树脂层2的材料。取决于氟树脂基材1的应用,使用含有任何各种添加剂(填料)的氟树脂材料102。当氟树脂基材1要求弯曲强度时,使用含有玻璃布等上述增强材料的氟树脂材料102。
优选的是,在以下条件下进行热压接。热压接优选在不低于氟树脂材料102的熔点(更优选不低于分解开始温度)并且不高于氟树脂材料102的分解温度的温度下进行。如本文所使用的术语“分解开始温度”指的是氟树脂材料102开始进行热分解的温度,并且术语“分解温度”是指氟树脂材料102因热分解而质量下降10%时的温度。
在不低于氟树脂材料102的熔点的温度下进行热压接的理由是,氟树脂材料102在低于熔点的温度下不会被活化。此外,将该温度设定为不低于氟树脂材料102的分解开始温度,这是因为氟树脂材料102中的碳原子会转化成自由基,这进一步使氟树脂材料102活化。即,据认为当热压接的温度不低于氟树脂材料102的熔点,优选不低于分解开始温度时,能够加速氟树脂与利用硅烷偶联剂在载体100上形成的层的接合。
更具体而言,氟树脂材料102的热压接温度的下限优选为比氟树脂材料102的熔点高30℃,更优选高50℃。在具有约270℃熔点的FEP的情况下,热压接优选在300℃以上的温度下进行,更优选320℃以上。另一方面,热压接温度的上限为600℃,更优选为500℃。这使得氟树脂材料102的分解得到抑制。
将压力设为0.01MPa以上100.0MPa以下。加压时间为0.01分钟以上1000分钟以下。对于压力和加压时间没有特别的限制,通过考虑硅烷偶联剂的反应性等来设定。
作为热压接的结果,据信,氟树脂材料102的氟树脂中呈自由基形式的C原子通过另一个原子或原子基团而化学键合到利用硅烷偶联剂形成的硅氧烷键(Si-O-Si)。
基于以下将描述的剥离强度的程度以及改性层3的耐蚀刻性,推测这些键包含共价键。该推测基于这一事实,即:通过共价键,改性层3能够抵抗因化学作用(例如,蚀刻处理的作用)而造成的去除。注意,改性层3是以膜状铺展的聚合物,并且存在这样的可能性,即该聚合物和氟树脂可以利用形成于这二者之间的多个氢键从而牢固地彼此结合。因此,不排除同时存在这些氢键和共价键的可能。
在第三步骤中,通过除去载体100的至少一部分从而暴露改性层3的(参见图6(C))。可以使用溶解法或剥离法去除载体100。
首先将描述溶解法。当载体100是由卑金属制成的片材时,采用溶解法,这是因为金属片材难以从氟树脂材料102上剥离下来。在氟树脂基材1(无导电图案11的基材)的制造过程中,将载体100和氟树脂材料102的层叠体浸渍在能够溶解上述卑金属的溶液中,从而完全除去载体100。
当用铜材料作为载体100时,层叠体中的载体100(铜)溶解于蚀刻剂中。作为蚀刻剂,适合使用这样的蚀刻剂,其含有氯化铁或氯化铜,并且比重为1.31g/cm3以上1.33g/cm3以下,游离盐酸浓度为0.1mol/L以上0.2mol/L以下。当使用蚀刻剂时,优选在以下条件下进行蚀刻,其中温度为30℃以上45℃以下,浸渍时间为30秒以上2分钟以下。在这些条件下,能够除去铜箔,并且可以防止将改性层3从氟树脂材料102上剥离下来。
通过在载体100和氟树脂材料102之间进行热压接,硅烷偶联剂的一些亲水性有机官能团与载体100化学结合。据认为,由于这些化学结合部分暴露于用于溶解载体100的蚀刻剂中,所以其被转化为最初的亲水性有机官能团,或通过水解变成具有羟基的另一种官能团。
以下将对剥离方法进行说明。在使用剥离方法的情况中,将这样的载体用作载体100:在于载体100和氟树脂材料102之间进行热压后,该载体易于从氟树脂材料102上剥离下来。例如,将有机硅片材或金属箔用作为载体100。或者,可以使用在平面图中可看到分割为多个块状区域的载体100,并且所述多个块状区域的至少一部分可被剥离。
使用这样的载体100简化了第三步骤的工作。即,能够不进行溶解处理即可从氟树脂材料102上除去载体100。虽然这种剥离方法也可被描述为转印方法,但是其与简单转印的区别在于:在转印过程中,底漆材料101的性质会发生改变并结合到氟树脂材料102上。
以下将对根据该技术的改性层3的形成方法与常见问题一起进行说明。
因为氟树脂具有低的润湿性,因此如果采用将液体反应物直接涂布到氟树脂材料102的表面的方法时,反应物将会不均匀地分布,因此,难以均匀地将亲水性有机官能团引入到氟树脂材料102的表面上。因此,常规地使用等离子体法以对氟树脂材料102加以改性。通过利用等离子体,易于在氟树脂材料102的表面上形成自由基,这有利于向氟树脂材料102的表面上引入亲水性基团。但是,经过等离子体处理的氟树脂材料102的表面状态是不稳定的,因此,其表面会逐渐返回到最初的稳定状态(表面非活性状态)。因此等离子体处理的缺点在于不能长时间地保持氟树脂材料102的表面改性状态。
为了解决这个问题,根据这种技术,将含有硅烷偶联剂、醇和水的底漆材料101附着至载体100。由于载体100的表面具有良好的润湿性,所以液态的底漆材料101会均匀地涂布到载体100的表面上。
此外,由于底漆材料101中所包含的硅烷偶联剂的亲水性有机官能团,所以载体100以膜的形式铺展。然后,在大约120℃的温度下将处于该状态的载体100加热,从而使含有硅原子的水解性含硅官能团水解,以产生硅烷醇基。此硅烷醇基再与另一个硅烷醇基缩合形成硅氧烷键。同时,一些硅烷醇基和亲水性有机官能团与载体100结合。其结果是,据信形成了聚合物膜,其中硅氧烷键结构是以网状二维排列的。
然后,在该状态下,利用夹在载体100和氟树脂材料102之间的底漆材料101,将载体100和氟树脂材料102层叠。然后在不低于氟树脂材料102的熔点的温度下对载体100和氟树脂材料102进行热压接。
因为底漆材料101以膜状的形式铺展在载体100上,因此当底漆材料101与氟树脂材料102接触时,其不会由于氟树脂的防水性而变得不均匀。除了底漆材料101呈膜状这一原因外,这还可以归因于在底漆材料101的干燥和加热过程中形成了硅氧烷键。由此底漆材料101被按压在厚度大致均匀(几乎不存在厚度不均匀的情况)的氟树脂材料102上。然后,通过在不低于氟树脂材料102的熔点温度下,对氟树脂材料102和载体100之间进行热压接,据信,氟树脂中的碳原子通过另一个原子或原子团而结合至利用硅烷偶联剂形成的硅氧烷键。
[印刷线路板的制造方法]
印刷线路板10的制造方法类似于上述氟树脂基材1的制造方法。因此,将参照上述氟树脂基材1的制造方法对印刷线路板10的制造方法进行描述。
在第一步骤中,将底漆材料101附着于作为载体100的金属片材上。底漆材料101包含硅烷偶联剂、醇和水。该步骤与氟树脂基材1的制造方法中的第一步骤类似。
在第二步骤中,通过干燥除去附着至载体100的底漆材料101中的醇,然后对载体100进行加热。然后,利用夹在载体100和氟树脂材料102之间的底漆材料101,将载体100和氟树脂材料102层叠,并进行热压接。该步骤与氟树脂基材1的制造方法中的第二步骤类似。
接着,按照与制造印刷线路板的常规方法中所采用的蚀刻法相类似的方式形成布线图案。例如,在作为载体100的金属层上形成抗蚀图案,将层叠体(载体100、金属层和抗蚀图案的层叠体)浸渍于蚀刻剂中,然后除去抗蚀图案。由此形成导电图案11。
与常规印刷线路板相比,其中改性层3暴露于其表面上的印刷线路板10能使粘附材料(例如阻焊剂、导电性粘结剂、或覆盖膜)具有耐剥离性。
用于制造氟树脂基材1的方法和用于制造印刷线路板10的方法的一个特征是,氟树脂材料102未经受等离子体处理或碱处理。即,能够不进行这样的处理而制造具有表面活性状态的氟树脂基材1或印刷线路板10。此外,利用该制造方法,可以通过相对简单的方式在氟树脂基材1或印刷线路板10的表面上设置改性层3。
根据本发明的实施方案实现了以下效果。
根据本发明的一个实施方案的氟树脂基材1为包含氟树脂作为主要成分的氟树脂基材1,该氟树脂基材包括位于其表面的至少一部分区域上的改性层3,改性层3含有硅氧烷键和亲水性有机官能团,并且改性层3与纯水的接触角为90°以下。因此氟树脂基材1具有高反应性。氟树脂基材1因此具有表面活性。此外,由于改性层3具有硅氧烷键,所以改性层3随时间的推移是稳定的。即,具有上述结构的氟树脂基材1的表面改性状态(表面活性状态)比常规氟树脂基材更稳定。
优选地,使用平均厚度为12.5μm的聚酰亚胺片材作为柔性粘附材料进行测定,平均厚度为25μm的环氧树脂粘合剂对改性层表面的剥离强度优选为1.0N/cm以上。采用这种构成,层叠在聚酰亚胺片材等的表面上的被覆材料对于氟树脂基材1具有耐剥离性。更优选的是,剥离强度为5.0N/cm以上。
在氟树脂基材1中,优选的是,在蚀刻处理中改性层3不会被除去,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℃的条件下浸渍2分钟。采用这种构成,即使对其上形成有金属层的氟树脂基材1进行蚀刻处理,也可以维持氟树脂基材1的表面改性状态(表面活性)。因此,当在蚀刻处理之后对氟树脂基材1进行任何各种处理时,都能在处理后提供令人满意的状态。例如,通常在蚀刻之后对氟树脂基材1进行阻焊剂涂布处理和粘合剂涂布处理。由于即使在对氟树脂基材1进行蚀刻处理后改性层3也能保持不变,因此这些粘附材料(阻焊剂和粘合剂)的剥离强度具有足够高的值。
在氟树脂基材1中,改性层3的表面的平均表面粗糙度Ra优选为4μm以下。采用这种构成,当将氟树脂基材1用作电路板时,可以实现令人满意的高频特性。具体而言,可以降低层叠于改性层表面上的导电图案的接合面的表面粗糙度Ra。这降低了由于趋肤效应导致的高频信号聚集部分的不均匀性,使电流能够线性流动,由此降低传输延迟和传输损失。
在氟树脂基材1中,改性层3的平均厚度优选为400nm以下。采用这种构成,当将氟树脂基材1用作电路板时,由于改性层3的高介电常数导致的介电损失并由此造成的高频特性劣化得以抑制。
在氟树脂基材1中,改性层3和氟树脂层2之间的键优选包含化学键。即,优选地,该键可以仅由共价键形成,或者同时包含氢键和共价键,而不是由于改性层3和氟树脂层2之间界面处的凹凸形状而获得的锚定作用所产生的简单物理作用来形成。采用这种构成,改性层3和氟树脂之间的键变得比仅通过物理作用而形成的改性层3和氟树脂层2之间的键更强。因此,与氟树脂基材中的改性层3通过由于锚定作用等简单物理作用而附着至氟树脂的情况相比,氟树脂基材1可以长时期维持表面改性状态。
在氟树脂基材1中,所述亲水性有机官能团优选选自由羟基、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、甲基丙烯酰基和巯基构成的组中。采用这种构成,氟树脂基材1的表面的反应性(包括粘着强度)得以提高。
印刷线路板10优选包括上述氟树脂基材1。采用这种构成,印刷线路板10内的粘附材料具有耐剥离性。例如,在印刷线路板10中,粘附材料(例如导电图案11、阻焊剂、导电性粘合剂,用于固定部件的粘合剂,或覆盖膜)可具有耐剥离性。
印刷线路板10具有导电图案11,该导电图案11层叠在氟树脂基材1的具有改性层3的区域中至少一部分。也就是说,导电图案11通过夹在导电图案11和氟树脂层2之间的改性层3而附着于氟树脂层2上。采用这种构成,导电图案11的剥离得以抑制。
在印刷线路板10中,被覆材料(被覆树脂或被覆部件)优选层叠在改性层3的表面上。采用这种构成,能够使被覆材料的剥离强度高于当将被覆材料直接附着于氟树脂时的剥离强度。
电路模块20具有上述印刷线路板10。采用这种电路模块20,改性层3的存在可以抑制粘附于印刷线路板10上的粘附材料的剥离,从而使电路模块20具有更高的可靠性。此外,具有上述印刷线路板10的电路模块20在制造性方面比具有常规氟树脂基材的电路模块更优异。此外,电路模块20在耐热性方面比具有常规环氧树脂基材的电路模块更优异。
氟树脂基材1的制造方法包括:将含有硅烷偶联剂的底漆材料101附着于平板状载体100的第一步骤;和通过热压接将包含氟树脂作为主要成分的氟树脂材料102结合到其上附着有底漆材料101的载体100的表面上的第二步骤。采用这种方法,形成具有载体100(例如,金属层)的氟树脂基材1。此外,由于底漆材料101附着于载体100上,然后通过热压接将所得材料接合至氟树脂材料102,因此与直接将底漆材料101涂布至氟树脂的情况相比,能够在在氟树脂材料102上形成具有相对均匀厚度(几乎没有不均匀的情况)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随时间推移是稳定的。也就是说,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。
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(如蚀刻)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(在剥离载体之后,将会层叠被覆材料13)具有高粘着性。
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H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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
实施例
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。
[试验1]
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。
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DaikinIndustries,Ltd)。
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%。将铜箔(平均厚度:18μm,平均表面粗糙度Ra:0.6μm)用作载体100。利用浸渍法将底漆材料101附着于作为载体100的铜箔上,干燥,并在120℃下加热。由此在铜箔上形成底漆材料101的层。然后通过热压接将该铜箔与氟树脂片材接合。然后利用蚀刻除去全部铜箔。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。
在蚀刻处理中,在温度为45℃、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/cm3以下、游离盐酸浓度为0.1mol/L以上0.2mol/L以下的蚀刻剂进行蚀刻处理。
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25μm环氧树脂粘合剂层和平均厚度为12.5μm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ArisawaManufacturingCo.,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KanekaCorporation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)。
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。
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DaikinIndustries,Ltd)的FEP)进行等离子体处理。将N2用作载体气体。CF4和O2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。
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。
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。
表1中示出了剥离强度的测定结果。
[表1]
[结果]
(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。
(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。
注意,表1所示的变化率是根据{(PB-PA)/PA}×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。
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。
[试验2]
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DaikinIndustries,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。
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。
[试验3]
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。
按照以下方式形成在可靠性试验中被测试的样品1至8。
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DaikinIndustries,Ltd的“NF-0050”)的FEP用于样品1、2、5和6。将PFA(得自DaikinIndustries,Ltd.的“AF-0050”)用于样品3、4、7和8。
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101的总质量计算,硅烷偶联剂的浓度为1质量%。将铜箔(平均厚度:18μm,平均表面粗糙度Ra:0.6μm)用作载体100。利用浸渍法将底漆材料101附着于作为载体100的铜箔上,干燥,并在120℃下加热。由此在铜箔上形成底漆材料101的层。该底漆层的平均厚度为30nm。然后通过热压接将该铜箔与氟树脂片材接合。
接着,用蚀刻法形成平均厚度为18μm,平均宽度为100μm、平均间距为100μm的25铜配线。在蚀刻处理中,在温度为45℃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/cm3以上1.33g/cm3以下、游离盐酸浓度为0.1mol/L以上0.2mol/L以下的蚀刻剂进行蚀刻。
然后利用具有平均厚度为25μm的环氧树脂粘合剂层和平均厚度为12.5μm的聚酰亚胺层的聚酰亚胺片材覆盖铜配线。
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℃的温度条件下下静置100小时。
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。
[表2]
[结果]
(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1.0N/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,各样品在可靠性试验之前的玻璃强度值低于作为参照的1.0N/cm。
(2)此外,在样品No.1至8中,可靠性试验前后的剥离强度变化率低。即,剥离强度的变化率{(P2-P1)/P1}×100(%)在参照值±10%范围内。因此,在根据本发明实施方案的各印刷线路板10中,导电图案11和聚酰亚胺片材(被覆部件)的剥离强度高,可靠性试验前后的剥离强度变化率低。
(3)此外,尽管表1和表2没有示出,但是仍然对在与样品No.1至8相同的条件下制备的样品(No.11至18)进行了耐蚀刻性试验。注意,在各样品中,通过蚀刻完全除去铜箔,并没有形成铜配线。也就是说,仅在氟树脂基材的表面上形成了改性层3。然后,为了确认氟树脂基材(包括改性层3)的耐蚀刻性,将氟树脂基材在蚀刻剂中浸渍2分钟,其中该蚀刻剂调节为温度为45℃,比重为1.31g/cm3以上1.33g/cm3以下、游离盐酸浓度为0.1mol/L以上0.2mol/L以下。此外,比较该蚀刻试验前后的试验用聚酰亚胺片材的剥离强度。其结果是,对于各样品而言,剥离强度的变化率在±10%的范围内。本文所使用的术语“变化率”是根据以下表达式获得的值:{(蚀刻试验后的剥离强度-蚀刻试验前的剥离强度)/(蚀刻试验前的剥离强度)}×100(%)。即,前述结果表明,考虑到蚀刻速率随温度降低而减小的事实,改性层3至少在这样的蚀刻处理中具有耐蚀刻性,其中在该蚀刻处理中,利用比重为1.31g/cm3以上1.33g/cm3以下、游离盐酸浓度为0.1mol/L以上0.2mol/L以下的蚀刻剂,将改性层3在45℃的条件下浸渍2分钟以下。
当对包括铜箔的氟树脂基材1(该氟树脂基材1包括夹在铜箔和氟树脂基材1之间的改性层3)进行蚀刻处理时,改性层3暴露于蚀刻剂的时间短于2分钟,其中在该蚀刻处理中,将氟树脂基材1在45℃的条件下在上述蚀刻剂中浸渍2分钟。因此,当氟树脂基材1在这些条件下进行蚀刻时,据信改性层3的劣化被进一步减轻。
(4)此外,尽管表1和表2未示出,但是仍然对在与样品No.1至8相同的条件下制备的样品(No.21至28)的纯水接触角进行了测试(以下称为“与水的接触角”)。其结果是,在改性层形成处理之前,PFA与纯水的接触角平均为115°;在改性层形成处理之前,FEP与纯水的接触角平均为114°。相反,对于利用介于铜箔和PFA(或FEP)之间的底漆材料而附着铜箔、并随后通过蚀刻将铜箔去除的PFA(或FEP),在每个样品中,它们与水的接触角降低为60°至80°。即,已经证明,通过改性层形成处理(在该处理中,利用介于铜箔和氟树脂之间底漆材料而使铜箔附着至氟树脂,然后将此铜箔除去)赋予了亲水性。因此,通过改性层的形成处理,相比于未处理的氟树脂,环氧树脂粘合剂等对被蚀刻的表面的粘着强度得以增加。
[其他实施方案]
但是应当理解的是,这里公开的实施方案在各个方面都是说明性和非限制性的。本发明的范围旨在由权利要求的项目所限定,而不是限定于前述实施方案,并且包括等价于权利要求范围和含义内的所有修改。
利用上述制造方法中,能够在氟树脂材料102的所需部分中形成改性层3。也可以利用这一点来提供具有防水性的预定的部分(即,除改性层3形成区域外的部分),这是氟树脂的固有特性。例如,可将仅在一个表面上具有改性层3的氟树脂基材用作为防水片材。
尽管印刷线路板10为具有一个绝缘层(氟树脂基材1)的基板,但是可以通过类似于制造多层印刷线路板的常规方法,通过将上述氟树脂基材1与上述印刷线路板10层叠来形成多层印刷线路板。因为上述氟树脂基材1和印刷线路板10均具有改性层3,所以利用位于这二者之间的粘合剂,氟树脂基材1和印刷线路板10可牢固地彼此粘着。因此,利用氟树脂基材1和印刷线路板10可以提供可靠性高的多层印刷线路板。
由于其灵活性,氟树脂基材1可以用作柔性布线板的基材。包括氟树脂基材1作为基层的柔性布线板的其特征在于:其信号传输损失低于包括常规聚酰亚胺作为基材的柔性布线板。
例如,具有由金属制成的载体100的氟树脂基材1被用作为(例如)印刷线路板10的材料。另一方面,没有载体100的氟树脂基材1被用作为被覆部件。而常规氟树脂基材难以作为被覆部件使用(例如,覆盖膜),这是因为它们的粘接强度低,本发明的氟树脂基材1可以利用介于氟树脂基材1和基板之间的粘合剂而附着到各种类型的基板上,这是因为由于存在改性层3,所以对于粘合剂具有反应性。
一种用于制造具有氟树脂作为绝缘层的多层印刷线路板的方法可至少包括本发明实施方案中所描述的第一步骤和第二步骤。即,在多层印刷线路板的制造过程中,由第一和第二步骤形成氟树脂基材1。然后,通过除去氟树脂基材1的一部分载体100而形成电路图案,利用介于该结构体之间的粘合剂对该结构体进行层叠。因为粘合剂可以与改性层3接触,所以相比于没有改性层3的多层印刷线路板,一个氟树脂基材1与另一个氟树脂基材1之间粘着力得以提高。
[附加说明]
前述实施方案公开了一种关于电路模块的技术概念,该电路模块包括氟树脂基材、布线和设置在所述氟树脂基材上的电子部件、以及至少覆盖布线的被覆材料,所述氟树脂基材和被覆材料均为包含氟树脂作为主要成分的氟树脂基材,该氟树脂基材具有在其表面的至少一部分区域上形成的改性层,所述改性层包含硅氧烷键和亲水性有机官能团,并且该改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。
即,在该电路模块中,至少所述布线被夹在本发明实施方案中描述的氟树脂基材之间。这种结构得到了这样的电路模块,与包括聚酰亚胺树脂作为被覆材料的电路模块相比,所述电路模块的信号传输损失降低。此外,由于氟树脂的性质,这种电路模块具有高耐热性和高耐化学品性。
此外,前述实施方案中公开了关于氟树脂基材制造方法的技术概念,该方法包括:将含有硅烷偶联剂的底漆材料附着于平板状载体的第一步骤;和通过热压接将包含氟树脂作为主要成分的氟树脂材料接合到其上粘附有底漆材料的载体的表面上的第二步骤。
采用这种构成,形成了具有载体且与该载体间具有优异粘着性的氟树脂基材。此外,因为底漆材料粘附于载体上,然后通过热压接将所得材料接合至氟树脂材料,因此与直接将底漆材料涂覆至氟树脂的情况相比,能够在氟树脂材料上形成厚度基本均匀的改性层。此外,通过热压接,硅烷偶联剂结合在一起从而形成硅氧烷键,所以改性层随时间推移是稳定的。该改性层对化学处理(例如蚀刻)的耐性也得以提高。也就是说,利用这种构造,能够制造具有稳定表面改性状态的氟树脂基材。
优选地,至少载体的表面层材料是金属、玻璃、有机硅、碳、陶瓷、或它们的复合材料,并且所述硅烷偶联剂具有水解性含硅官能团和亲水性有机官能团。使用这种载体和具有上述官能团的硅烷偶联剂有助于硅烷偶联剂以薄膜形式铺展。
优选地,亲水性有机官能团含有N原子或S原子。采用这种构成,改性层和氟树脂之间的粘着强度(即,剥离强度)得以增加。
优选地,该方法还包括在第二步骤之后,除去至少一部分载体的第三步骤。采用这种构成,可以提供改性层至少部分地暴露出来的氟树脂基材。或者,通过完全除去载体可以制造不具有载体的氟树脂基材。
当载体的材料是卑金属时,可以在第三步骤中使用能够溶解卑金属的溶液从而去除载体。采用这种构成,因为利用溶液去除载体,所以可以采用常规的蚀刻方法以除去载体。因而,可以通过类似于常规蚀刻方的方式除去载体的任意部分,从而露出改性层的任意部分。
当在平面图中观察时,载体可以被分割为多个块状区域,并且在第三步骤中的载体去除过程中,多个块状区域中的至少一部分可以被剥离。采用这种构成,由于通过剥离从氟树脂上去除载体,所以能够以简单的方式去除载体。与通过溶解来除去载体的情况相比,氟树脂基材的制造过程得以简化。
此外,前述实施方案公开了关于印刷线路板的制造方法的技术概念,该方法包括:将含有硅烷偶联剂的底漆材料粘附于由卑金属制成的平板状载体上的第一步骤;通过热压接将包含氟树脂作为主要成分的氟树脂材料接合至其上附着有底漆材料的载体的表面的第二步骤;以及第二步骤之后,通过利用蚀刻剂去除一部分载体,从而形成电路的第三步骤,其中在第二步骤中,改性层形成在载体和氟树脂材料之间。
利用这种方法,因为将底漆材料粘附于载体上,然后通过热压接将获得的材料接合至氟树脂材料,所以可以在氟树脂材料上形成具有几乎均匀的厚度并对载体具有高粘着强度的改性层。此外,通过热压接,硅烷偶联剂结合在一起,所以改性层随时间推移是稳定的。也就是说,利用这种构造,能够制造具有稳定的表面改性状态的氟树脂基材。
当载体的材料为铜或铜合金时,在第三步骤中使用的蚀刻剂优选含有氯化铁或氯化铜。通过使用铜作为载体和使用蚀刻剂,能够通过类似于常规方法的方式由载体形成电路图案。
在第二步骤中的热压接的温度可以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抑制了氟树脂材料的分解。
该方法可进一步包括将被覆材料层叠到包括改性层和电路的层叠体的至少一部分电路侧表面上的步骤。采用这种构成,至少一部分印刷线路板覆盖有被覆材料,这使得可靠性得以改进或弯曲强度得以增加。即,因为金属载体覆盖有被覆材料,所以由载体形成的电路图案能够抗氧化等。此外,由于改性层覆盖有被覆材料,所以该部分的弯曲强度增加。
工业实用性
尤其是为了在高频电路中降低传输延迟和传输损失,适合使用根据本发明实施方案的氟树脂基材、印刷线路板和电路模块。
参考符号列表
1:氟树脂基材;2:氟树脂层;3:改性层;10,10X:印刷线路板;11:导电图案;13:被覆材料;14:粘合剂层;15:保护层;16:中心部分;20:电路模块;21:电子部件;100:载体;101:底漆材料;102:氟树脂材料;和900:冲压机。

Claims (11)

1.一种氟树脂基材,其含有氟树脂作为主要成分,所述氟树脂基材包括:
位于其表面的至少一部分区域上的改性层,
所述改性层含有硅氧烷键和亲水性有机官能团,并且
所述改性层的表面与纯水的接触角为90°以下。
2.根据权利要求1所述的氟树脂基材,其中
使用平均厚度为12.5μm的聚酰亚胺片材作为柔性粘附材料进行测定,平均厚度为25μm的环氧树脂粘合剂对所述改性层的表面的剥离强度为1.0N/cm以上。
3.根据权利要求1或2所述的氟树脂基材,其中
通过蚀刻处理未除去所述改性层,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,在45℃的条件下将所述改性层浸渍2分钟。
4.根据权利要求1、2或3所述的氟树脂基材,其中
所述改性层的表面的平均表面粗糙度Ra为4μm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的氟树脂基材,其中
所述改性层的平均厚度为400nm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的氟树脂基材,其中
在600nm波长下的光透射率为50%以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的氟树脂基材,其中
所述亲水性有机官能团为羟基、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、甲基丙烯酰基、巯基、或它们的组合。
8.一种印刷线路板,其包括根据权利要求1至7中任一项所述的氟树脂基材。
9.根据权利要求8所述的印刷线路板,其中
所述印刷线路板包括层叠在所述氟树脂基材的具有所述改性层的的区域的至少一部分上的导电图案。
10.根据权利要求8或9所述的印刷线路板,其中
所述印刷线路板包括层叠在所述氟树脂基材的所述改性层的表面上的被覆材料。
11.一种电路模块,包括根据权利要求8、9或10所述的印刷线路板。
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