CN116801503A - 覆铜板的制备方法、覆铜板及印制电路板 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及覆铜板技术领域，尤其是涉及一种覆铜板的制备方法。在本申请的实施例中，用于制备覆铜板的原材料包括相互分离且依次叠放的第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔，其中，绝缘介质包括相互分离且依次叠放的第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜；在制备覆铜板的过程中，采用热压成型工艺可以直接将第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔一次性压合成型从而得到覆铜板。该方法无需使用热固性树脂浆料浸渍电子玻纤布来制备半固化片，使得覆铜板的制备工艺更加简便、环保。且该方法制备的覆铜板介电性能优异、尺寸稳定性良好可在高频高速PCB板中作为覆铜板基材使用。
Description
技术领域
本申请实施例涉及覆铜板技术领域，尤其是涉及一种覆铜板的制备方法、覆铜板及印制电路板。
背景技术
覆铜板结构是由中间层半固化片和两侧铜箔组成，其中，半固化片由连续电子玻纤布浸渍介质材料制成。传统的介质材料通常为热固性树脂，例如：环氧树脂、低分子量聚苯醚树脂、碳氢树脂和BT树脂等。要使热固性树脂与电子玻纤布复合制成半固化片，需要将热固性树脂溶解在MEK、丙酮、DMF等有机溶剂中，并加入无机填料、表面活性剂、促进剂、固化剂和阻燃剂等填料调配成浆料。使用上胶机使电子玻纤布充分浸渍浆料后，经过烘箱烘干溶剂达到半固化状态，再进行裁切、堆叠、包装得到半固化片。
在使用热固性树脂生产覆铜板的过程中，电子玻纤布上胶工艺设备投资成本高，且上胶过程中会有大量的有机溶剂挥发。有机溶剂不但会对车间空气造成污染，还对人体有害。
发明内容
本申请实施例提供一种覆铜板的制备方法及覆铜板，能够通过热压成型工艺将相互独立且依次叠放的第一铜箔、第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜和第二铜箔压合成型从而制得覆铜板，无需使用电子玻纤布的上胶工艺。
在本申请的第一方面，提供了一种覆铜板的制备方法，该方法包括以下步骤：准备原材料，所述原材料包括相互独立且依次叠放的第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔，其中，所述绝缘介质包括相互独立且依次叠放的第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜；采用热压成型工艺将所述原材料压合成型，从而得到覆铜板。
在本申请的实施例中，用于制备覆铜板的原材料包括相互分离且依次叠放的第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔，其中，绝缘介质包括相互分离且依次叠放的第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜；在制备覆铜板的过程中，采用热压成型工艺可以直接将第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔一次性压合成型从而得到覆铜板。该方法无需使用热固性树脂浆料浸渍电子玻纤布来制备半固化片，使得覆铜板的制备工艺更加简便、环保。且该方法制备的覆铜板介电性能优异、尺寸稳定性良好可在高频高速PCB板中作为覆铜板基材使用。
在一些实施例中，所述第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯薄膜、液晶高分子薄膜、聚苯硫醚薄膜和聚醚醚酮薄膜中的至少一种。
在一些实施例中，所述第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜的厚度为20μm-30μm；所述电子玻纤布的厚度为25μm-35μm。
在一些实施例中，所述覆铜板的厚度范围为70μm-125μm。
在一些实施例中，所述热压成型工艺的热压温度范围为270℃-360℃；所述热压成型工艺的压力范围为6Kg/cm2-9Kg/cm2。
在一些实施例中，所述热压成型工艺的预热升温时间为30min-40min。
在一些实施例中，所述第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯薄膜，所述热压成型工艺的热压温度范围为275℃-285℃；所述热压成型工艺的压力范围为7Kg/cm2-8Kg/cm2。
在一些实施例中，所述采用热压成型工艺将所述原材料压合成型，从而得到覆铜板，包括：将装有所述原材料的模具放入真空压机进行热压处理；待所述模具降温后，从所述模具中取出经热压处理后的原材料；基于所述热压处理后的原材料得到覆铜板。
在本申请的第二方面，提供了一种覆铜板，该覆铜板根据第一方面所述的方法制备得到。
在本申请的第三方面，提供了一种印制电路板，该印制电路板包括电子元件和第二方面所述的覆铜板，其中，电子元件设置于覆铜板。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其他特征通过以下的描述将变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的一些实施例提供的覆铜板的制备方法示意图；
图2是本申请的一些实施例提供的覆铜板的制备方法的流程示意图；
图3是本申请的一些实施例提供的覆铜板的制备方法示意图；
图4是本申请的一些实施例提供的覆铜板的制备方法示意图。
具体实施方式
下文将参考附图中示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。在以下描述和权利要求中，除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与所属领域的普通技术人员通常所理解的含义。
如本文所使用的，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象，并且仅用于区分所指代的对象，而不暗示所指代的对象的特定空间顺序、时间顺序、重要性顺序。
通常，覆铜箔层压板(Copper Clad Laminate，CCL)是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂，一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料，简称为覆铜板。各种不同形式、不同功能的印制电路板，都是在覆铜板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序，制成不同的印制电路。覆铜板在印制电路板中主要起互连导通、绝缘和支撑的作用，对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响，因此，印制电路板的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期的可靠性及稳定性在很大程度上取决于覆铜板。
覆铜板包括中间层的半固化片层和两侧的铜箔层。请参阅图1，图1中覆铜板制备工艺通常是先使电子玻纤布10充分浸渍浆料，再将浸渍有浆料的电子玻纤布10置于烘箱中，以烘干浆料中的溶剂，使浆料达到半固化状态，从而得到半固化片11；然后，将第一铜箔12、至少一层半固化片11和第二铜箔经过真空压机压合以制成覆铜板10。由于电子玻纤布上胶工艺设备投资成本高，且上胶过程中会有大量的有机溶剂挥发。有机溶剂对车间空气污染、对人员身体有害，常常需要配套价格昂贵的排气系统及焚烧炉对有机气体作无害化处理。
基于此，本申请实施例提供一种覆铜板的制备方法，该方法能够通过热压成型工艺将相互独立且依次叠放的第一铜箔、第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜和第二铜箔一次性压合成型以制得覆铜板；该方法无需使用电子玻纤布和热固性树脂浆料制备半固化片，从而有效解决电子玻纤布上胶工艺产生的有机溶剂污染问题，以及设备投资成本高等问题。为了便于读者理解本申请，下面结合具体的实施例进行说明。
示例性地，图2出示了覆铜板的制备方法的流程，请参阅图2，该方法包括以下步骤：
步骤21：准备原材料，所述原材料包括相互分离且依次叠放的第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔，其中，所述绝缘介质包括相互分离且依次叠放的第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜；
在本申请的实施例中，首先要准备好制备覆铜板的原材料。制备覆铜板的材料包括相互分离且依次叠放的第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔，其中，绝缘介质包括相互分离且依次叠放的第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜。也即，在采用热压成型工艺使原材料压合成型之前，第一铜箔、第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布、第二热塑性树脂薄膜和第二铜箔之间相互独立、互不粘连。
请参阅图2，在一些实施例中，用于制备覆铜板的原材料仅包括一层绝缘介质，也即原材料包括第一铜箔31、第一热塑性树脂薄膜321、电子玻纤布322、第二热塑性树脂薄膜323和第二铜箔323和第二铜箔33；其中，第一热塑性树脂薄膜321、电子玻纤布322、第二热塑性树脂薄膜323构成绝缘介质32，通过热压成型工艺可以将图3中的原材料一次性压合成型，从而得到覆铜板34。原材料中的绝缘介质32通过热压成型工艺可以对应形成覆铜板34中的绝缘介质层341。
请参阅图3，在一些实施例中，用于制备覆铜板的原材料包括n层绝缘介质，其中，n为任意合适的不小于2的正整数。例如，图3中覆铜板的原材料具体包括第一铜箔、绝缘介质1、绝缘介质2……绝缘介质n和第二铜箔。图3中的原材料经热压成型后，形成覆铜板41，其中，绝缘介质1、绝缘介质2……绝缘介质n对应形成覆铜板41中的绝缘介质层1、绝缘介质层2……绝缘介质层n。
图2和图3中，覆铜板的绝缘介质层的作用相当于图1中利用电子玻纤布上胶工艺制得的半固化片的作用。在本申请的实施例可以采用热压成型工艺可以直接将第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔一次性压合成型从而得到覆铜板。该方法无需使用热固性树脂浆料浸渍电子玻纤布来制备半固化片，使得覆铜板的制备工艺更加简便、环保。且该方法制备的覆铜板介电性能优异、尺寸稳定性良好可在高频高速PCB板中作为覆铜板基材使用。
在本申请实施例中，第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜也可以是任意合适类型的热塑性树脂薄膜。在一些实施例中，当第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯(SPS)薄膜、液晶高分子(LCP)薄膜、聚苯硫醚薄膜(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)薄膜中的至少一种时，覆铜板的综合性能(如，介电性能、力学性能)最好。SPS薄膜、LCP薄膜、PPS薄膜和PEEK薄膜介电性能优异且耐高温。具体地，第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜的材质可以相同，也可以不同。例如，在一些实施例中，第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜均为间规聚苯乙烯薄膜；在另一些实施例中，第一热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯薄膜，第二热塑性树脂薄膜为液晶高分子薄膜。
为了提高覆铜板的综合性能，在一些实施例中，覆铜板的厚度范围为70μm-125μm。第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜的厚度为20μm-30μm；电子玻纤布的厚度为25μm-35μm。为了改善覆铜板的介电性能，电子玻纤布由低介电损耗的玻璃纤维(如NE-Glass)编制而成。
步骤22：采用热压成型工艺使所述原材料压合成型，从而得到覆铜板。
在一些实施例中，步骤22具体包括以下步骤：将装有原材料的模具放入真空压机进行热压处理；待模具降温后，从模具中取出经热压处理后的原材料；基于热压处理后的原材料得到覆铜板。
具体地，用于热压成型的模具为镜面钢板模具，可以在装有原材料的镜面钢板模具上放置缓冲垫后，将镜面钢板模具放入真空压机中，设置好热压成型参数(如温度、压力和预热升温时间)后，对镜面钢板模具中的原材料进行热压处理。其中，热压成型的参数与第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜的材质有关。技术人员可以根据不同的第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜的材质设置不同的热压成型参数。
在一些实施例中，对原材料进行热压处理后，待模具降温后，将经热压处理后的原材料从模具中取出，对经热压处理后的原材料进行裁切、包装等处理以得到覆铜板。
在一些实施例中，热压成型工艺的热压温度范围为270℃-360℃；热压成型工艺的压力范围为6Kg/cm2-9Kg/cm2。在一些实施例中，热压成型工艺的预热升温时间为30min-40min。
在一些实施例中，为了进一步提高覆铜板的综合性能，第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯薄膜，热压成型工艺的热压温度范围为275℃-285℃；热压成型工艺的压力范围为7Kg/cm2-8Kg/cm2。
本申请实施提供的覆铜板的制备方法可以将用于制备覆铜板的原材料一次性压合成型。使用该方法制备覆铜板具有生产效率高，生产工艺成本相对较低，对车间环境无污染等优点，同时该方法制备得到的覆铜板具有介电性能优异、尺寸稳定性好、耐高温且耐回流焊，可在对介电损耗有着高要求的PCB板中应用。
本申请实施例还提供了一种覆铜板，该覆铜板根据上述覆铜板的制备方法制备得到。
本申请实施例还提供了一种印制电路板，该印制电路板包括电子元件和上述实施例提供的覆铜板，其中，电子元件设置于覆铜板上。
下面提供覆铜板制备方法的若干实施例。
实施例1
覆铜板的制备方法包括如下步骤；
S11、准备原材料，原材料包括一层绝缘介质，也即，原材料包括相互分离且依次叠放的第一铜箔、第一SPS薄膜、电子玻纤布、第二SPS薄膜和第二铜箔；其中，第一SPS薄膜和第二SPS薄膜的厚度为25μm，电子玻纤布的型号为1067#，电子玻纤布的厚度为30μm。
S12、将原材料放入镜面钢板模具中，模具上放置缓冲垫后进入真空压机中，设置热压成型参数并对原材料进行热压处理，从而得到覆铜板，其中，压力大小为7Kg/cm2，预热升温时间为38min，热压温度为280℃，模具降温时间为30min。
实施例2
该实施例与实施例1的区别在于：原材料包括两层绝缘介质，压力大小为8Kg/cm2。
实施例3
该实施例与实施例1的区别在于：第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜为LCP薄膜。预热升温时间42min，热压温度310℃，模具降温时间32min。
实施例4
该实施例与实施例1的区别在于：第一热塑性树脂薄膜和第二热塑性树脂薄膜为PEEK薄膜，预热升温时间48min，热压温度350℃，模具降温时间38min。
对比例1
该实施例与实施例1的区别在于：绝缘介质层为单层SPS薄膜，SPS薄膜的厚度为50μm。
表一：各实施例及对比例1制备出的覆铜板的性能测试结果。
表一出示了各实施例及对比例1制备出的覆铜板的性能测试结果。从表一可以看出，本申请实施例提供方法制备出的覆铜板具有较低的热膨胀系数、介电常数和介电损耗。各实施例中，当热塑性树脂薄膜为SPS薄膜时，覆铜板在10GHz下的介电性能最好，例如实施例1中的介电常数低至2.6、介电损耗低至0.00091。本申请实施例制备的覆铜板适用于当前高频、高速印制电路板的设计。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种覆铜板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
准备原材料，所述原材料包括相互独立且依次叠放的第一铜箔、至少一绝缘介质和第二铜箔，其中，所述绝缘介质包括相互独立且依次叠放的第一热塑性树脂薄膜、电子玻纤布和第二热塑性树脂薄膜；
采用热压成型工艺将所述原材料压合成型，从而得到覆铜板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯薄膜、液晶高分子薄膜、聚苯硫醚薄膜和聚醚醚酮薄膜中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜的厚度为20μm-30μm；
所述电子玻纤布的厚度为25μm-35μm。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述覆铜板的厚度范围为70μm-125μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热压成型工艺的热压温度范围为270℃-360℃。
所述热压成型工艺的压力范围为6Kg/cm2-9Kg/cm2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热压成型工艺的预热升温时间为30min-40min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一热塑性树脂薄膜和所述第二热塑性树脂薄膜为间规聚苯乙烯薄膜，
所述热压成型工艺的热压温度范围为275℃-285℃；
所述热压成型工艺的压力范围为7Kg/cm2-8Kg/cm2。
8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述采用热压成型工艺将所述原材料压合成型，从而得到覆铜板，包括：
将装有所述原材料的模具放入真空压机进行热压处理；
待所述模具降温后，从所述模具中取出经热压处理后的原材料；
基于所述热压处理后的原材料得到覆铜板。
9.一种覆铜板，其特征在于，所述覆铜板根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。
10.一种印制电路板，其特征在于，所述印制电路板包括：
电子元件；和
权利要求9所述的覆铜板，其中，所述电子元件所述设置于所述覆铜板。
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