CN116896829A - 复合铜箔制造方法 - Google Patents

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CN116896829A CN202311035033.5A CN202311035033A CN116896829A CN 116896829 A CN116896829 A CN 116896829A CN 202311035033 A CN202311035033 A CN 202311035033A CN 116896829 A CN116896829 A CN 116896829A
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刘晓锋
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李智勇
武凤伍
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Abstract

本发明涉及覆铜板技术领域,公开了一种复合铜箔制造方法,该方法通过将铜箔层、含氟树脂件和离型层安装到预设安装位置并进行层叠处理,使得铜箔层和离型层分别叠放在含氟树脂件的相对两侧,得到层叠体;含氟树脂件包括至少一层含氟树脂层;通过辊压机对层叠体在预设热压条件下进行热压处理,得到复合铜箔。本发明采用卷对卷工艺,简化了工艺流程,提高了生产效率,在进行热压处理时通过控制热压条件保证了含氟树脂件的稳定性和均质性,减少了复合铜箔的缺胶、皱缩和翘曲缺陷,改善了复合铜箔的工艺稳定性。同时,复合铜箔的离型层为复合铜箔提供隔离和保护作用,使得复合铜箔具有良好的可操作性,提高了产品合格率。

Description

复合铜箔制造方法
技术领域
本发明涉及覆铜板技术领域,尤其涉及一种复合铜箔制造方法。
背景技术
柔性印刷电路板具有密度高、体积小、轻薄、可折叠弯曲、散热性好等特点,目前被广泛应用于智能手机、计算机及外围设备、通讯电子产品和可穿戴设备中。随着现代信息技术的发展,柔性印刷电路板逐渐向信号传输高频化、高速化发展。覆铜板是制作印制电路板的核心材料,柔性覆铜板的品质不合格将会严重影响柔性印制电路板的信号传输性能,甚至造成信号损失。
柔性覆铜板由绝缘层膜(如聚酰亚胺膜、LCP膜等)、粘接材料(如环氧树脂等)和金属箔(如铜箔)构成。相比于环氧树脂,氟树脂具有更小的介电常数值和介电损耗角正切值,更适合作为粘接材料。现有技术通过在铜箔表面涂布氟树脂分散液之后烘干并烧结得到复合式粘接铜箔,再将复合式粘接铜箔与绝缘层膜装配得到高性能的柔性覆铜板。采用这种方式制得的柔性覆铜板存在以下缺陷:一方面,由于工艺流程复杂,难以控制涂布的均匀性和烧结温度,导致复合式粘接铜箔存在厚度不均一、缺胶和铜箔收缩卷曲的问题,工艺稳定性差。另一方面,复合式粘接铜箔的粘接材料一侧很容易在装配过程中受到污染,甚至被破坏,导致不合格产品的出现,实际可操作性差。
发明内容
针对现有技术中的工艺流程复杂、稳定性差和实际可操作性差的问题,本发明提供了一种复合铜箔制造方法。
本发明提供了一种复合铜箔制造方法,包括:
将铜箔层、含氟树脂件和离型层安装到预设安装位置并进行层叠处理,使得所述铜箔层和所述离型层分别叠放在所述含氟树脂件的相对两侧,得到层叠体;所述含氟树脂件包括至少一层含氟树脂层;
通过辊压机对所述层叠体在预设热压条件下进行热压处理,得到复合铜箔。
本发明的复合铜箔制造方法基于卷对卷工艺,通过多轴送卷将预先成型的铜箔层、含氟树脂层和离型层进行层叠得到层叠体,再对层叠体进行热压处理,得到卷状的复合铜箔,简化了工艺流程,可以实现大规模连续化生产,节约了生产成本,提高了生产效率。在进行热压处理时,通过控制热压条件保证了含氟树脂件的稳定性和均质性,减少了复合铜箔的缺胶、皱缩和翘曲缺陷,改善了复合铜箔的工艺稳定性。
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的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中复合铜箔制造方法的流程示意图;
图2是本发明一实施例提供的复合铜箔的结构示意图;
图3是本发明另一实施例提供的复合铜箔的结构示意图。
其中,说明书中的附图标记如下:
10、铜箔层;20、含氟树脂件;30、离型层。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在一实施例中,如图1所示,本发明公开了一种复合铜箔制造方法,包括:
将铜箔层、含氟树脂件和离型层安装到预设安装位置并进行层叠处理,使得所述铜箔层和所述离型层分别叠放在所述含氟树脂件的相对两侧,得到层叠体;所述含氟树脂件包括至少一层含氟树脂层;
通过辊压机对所述层叠体在预设热压条件下进行热压处理,得到复合铜箔。
进一步的,铜箔层、含氟树脂层和离型层分别是由预先成型的卷状铜箔薄膜、卷状含氟树脂薄膜和卷状离型薄膜展开形成的,这三种原料卷材薄膜可以直接通过市售渠道购买得到,也可以采用对应的生产工艺制备得到。含氟树脂件是由至少一层含氟树脂薄膜沿厚度方向叠放形成的层状结构,层叠体是由铜箔薄膜、含氟树脂件和离型薄膜沿厚度方向从上到下依次叠放形成的层状结构。其中,氟树脂是指分子中具有氟原子的高分子化合物,例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)等。含氟树脂是指含有一种或两种及以上氟树脂的材料,制备含氟树脂薄膜采用的成型方式为流延成型或挤出成型。本发明的复合铜箔制造方法采用多轴送卷的方式将卷状铜箔薄膜、卷状含氟树脂薄膜和卷状离型薄膜输送到辊压机,预设安装位置是预先设定的各个原料卷材对应的卷材安装位置。在将卷状铜箔薄膜、卷状含氟树脂薄膜和卷状离型薄膜输送到辊压机之前,需要对各个薄膜进行层叠处理。将卷状的铜箔层原料、含氟树脂层原料和离型层原料安装到预设安装位置展开并进行层叠处理,使得至少一层含氟树脂层叠放形成含氟树脂件,且铜箔层和离型层分别叠放在含氟树脂件的相对两侧,得到层叠体。含氟树脂件包括至少一层含氟树脂层,当含氟树脂件为一层单独的含氟树脂层时,含氟树脂层原料为一卷含氟树脂薄膜,当含氟树脂件为两层及以上混合的含氟树脂层时,含氟树脂层原料为对应卷数的含氟树脂薄膜。
预设热压条件是预先设定的辊压机的热压参数条件,包括温度参数条件、压力参数条件和压辊线速参数条件。复合铜箔是包含铜箔层、含氟树脂件和离型层的复合体,含氟树脂件具有粘接作用,又称粘接层。将由卷状铜箔薄膜、卷状含氟树脂薄膜和卷状离型薄膜形成的层叠体输送到辊压机之后,通过辊压机对层叠体在预设热压条件下进行热压处理,使得含氟树脂件对相对两侧的铜箔层和离型层产生粘接作用,采用卷对卷工艺进行收卷,得到卷状复合铜箔。
如图2和图3所示的复合铜箔,包括从上到下依次分布的铜箔层10、含氟树脂件20和离型层30。铜箔层10、含氟树脂件20和离型层30在厚度方向上均具有相对的两个端面,分别为上表面和下表面。含氟树脂件20具有粘接作用,其中,含氟树脂件20的上表面和铜箔层10的下表面粘接连接,含氟树脂件20的下表面和离型层30的上表面粘接连接。
含氟树脂件20包括至少一层含氟树脂层。如图2所示的复合铜箔中,含氟树脂件20为一层含氟树脂层,铜箔层10和离型层30分别粘接连接在一层含氟树脂层的相对两侧端面上。如图3所示的复合铜箔中,含氟树脂件20为两层含氟树脂层,两层含氟树脂层之间通过相互靠近的两侧端面粘接连接,铜箔层10和离型层30分别粘接连接在两层含氟树脂层的相互远离的两侧端面上。图中未示出,根据实际生产需要,含氟树脂件20还可以是3层、4层、5层、6层、7层和8层等的含氟树脂层。
本实施例基于卷对卷工艺,通过多轴送卷将预先成型的铜箔层、含氟树脂层和离型层进行层叠得到层叠体,再对层叠体进行热压处理,得到卷状的复合铜箔,简化了工艺流程,可以实现大规模连续化生产,节约了生产成本,提高了生产效率。通过预先成型形成高均质的含氟树脂层,同时,在进行热压处理时,通过控制热压条件保证了含氟树脂件的稳定性,减少了复合铜箔的缺胶、皱缩和翘曲缺陷,改善了复合铜箔的工艺稳定性。
本实施例得到的复合铜箔从上到下依次包括铜箔层、含氟树脂件和离型层,基于含氟树脂件,使得复合铜箔具有优异的介电性能、高剥离强度和良好的机械性能。基于离型层对复合铜箔起到良好的隔离和保护作用,防止粘接材料(含氟树脂件)被污染或刮伤,使得复合铜箔具有良好的可操作性,提高了产品合格率。同时,离型层易于剥离,有利于复合铜箔直接与不同材料的绝缘层膜(如含氟树脂膜、聚酰亚胺膜或LCP膜)装配得到柔性覆铜板,不需要再额外加一层用于粘接的纯胶,提高了装配效率。
可选的,所述预设热压条件包括:
热压温度为100℃~320℃,热压收卷速度为0.5~4m/min,热压压力为2~7MPa。
进一步的,辊压机的热压参数条件包括温度参数条件、压力参数条件和压辊线速参数条件,热压温度和热压压力与热压处理对象的特性有关。压辊线速表示辊压机的转速,压辊线速不能过低或过高,过低会导致效率降低,过高会导致质量不稳定,都会影响热压的效果。在卷对卷工艺中,压辊线速参数条件与热压收卷速度相匹配。本实施例中,热压温度为100℃~320℃,热压收卷速度为0.5~4m/min,热压压力为2~7MPa,可以使得含氟树脂件对相对两侧的铜箔层和离型层产生粘接作用,同时保证产品生产的高效率。
可选的,所述热压温度包括5~10个温度梯度区间;
沿热压开始方向到热压结束方向,各所述温度梯度区间的温度按照先梯度上升再梯度下降的趋势变化。
进一步的,在一实施例中,采用具有多个温度梯度区间的高温辊压设备进行热压处理,沿热压开始方向到热压结束方向,各个温度梯度区间的温度按照先梯度上升再梯度下降的趋势变化,依次包括预热阶段、复合阶段和后处理阶段。预热阶段的温度设置低于复合阶段,可以消除卷状薄膜材料的应力,防止薄膜材料发生皱缩和卷曲;复合阶段的温度设置高于预热阶段和后处理阶段,可以满足不同收卷速度下的材料复合需求,使得含氟树脂件对相对两侧的铜箔层和离型层产生粘接作用;后处理阶段的温度设置低于复合阶段,可以释放复合后的内部应力,提高复合铜箔的稳定性。各个温度梯度区间可以均匀分布,也可以根据需要而不均匀分布,复合阶段对应的温度梯度区间越大,越有利于提高收卷速度,提高生产效率。辊压机中有多组压辊,多组压辊依次排布并由光滑的钢带包裹,通过控制每组压辊的温度可以形成多个不同的温度梯度区间。若辊压机的压辊数量少,复合阶段对应的温度梯度区间小,则核心加热区的热压处理时间少,复合铜箔的剥离强度低。若复合阶段对应的温度梯度区间过大,则需要的压辊数量多,增加了辊压机设备的制作难度,增加了生产成本。本实施例的热压温度包括5~10个温度梯度区间,在满足复合需求的同时不增加额外的生产成本。
可选的,所述热压温度包括:温度为100℃~200℃的第一温度区间、温度为200℃~250℃的第二温度区间、温度为250℃~320℃的第三温度区间、温度为280℃~300℃的第四温度区间、温度为200℃~280℃的第五温度区间、温度为150℃~200℃的第六温度区间,以及温度为100℃~150℃的第七温度区间。
可选的,所述含氟树脂件的熔融温度为260~320℃,所述离型层的熔融温度高于所述含氟树脂件的熔融温度10℃以上。
进一步的,熔融温度是指用差示扫描量热测定(DSC)法测定的熔融峰最大值所对应的温度。在一实施例中,含氟树脂层的熔融温度大于或等于250℃;优选的,含氟树脂层的熔融温度为260~320℃;更优选的,含氟树脂层的熔融温度为280~320℃;最优选的,含氟树脂层的熔融温度290~310℃。离型层的熔融温度大于含氟树脂层,可以保证热压过程中含氟树脂层的加工温度窗口。优选的,离型层的熔融温度大于含氟树脂层10℃以上,更优选的,离型层的熔融温度大于含氟树脂层20℃以上。
热压温度中的温度梯度区间与含氟树脂件的熔融温度和离型层的熔融温度相适配,使得温度梯度区间的峰值温度大于含氟树脂件的熔融温度且小于离型层的熔融温度,即复合阶段的温度大于含氟树脂件的熔融温度同时小于离型层的熔融温度。当热压温度中的温度梯度区间与含氟树脂件的熔融温度和离型层的熔融温度相适配时,可以使得含氟树脂件在熔融状态下对相对两侧的铜箔层和离型层产生粘接作用,同时离型层的状态和性能保持不变,保证离型层的可离性。
在一实施例中,辊压机共有10根压辊,预先设置各组压辊的温度,划分为7个温度梯度区间(如第1组压辊对应第一温度区间、第2和3组压辊对应第二温度区间、第4和5组压辊对应第三温度区间、第6和7组压辊对应第四温度区间、第8组压辊对应第五温度区间、第9组压辊对应第六温度区间、第10组压辊对应第七温度区间)。具体地,层叠体进入到辊压机内,由上下两条光滑平整的钢带强制固定,保证层叠体的各层薄膜具备良好的平整性。含氟树脂薄膜的热膨胀系数大,温度升高太快容易导致含氟树脂薄膜变形严重,因此预热阶段的第一温度区间的温度设置为100℃~200℃,第二温度区间的温度设置为200℃~250℃。复合阶段的第三温度区间的温度设置为250℃~320℃,达到含氟树脂薄膜的熔融态温度或粘流态温度,含氟树脂薄膜发生塑化并与铜箔层和离型层之间开始发生粘接作用。复合阶段的第四温度区间的温度设置为280℃~300℃,增加复合阶段的区域长度和热压处理时间,进一步增加粘接强度,并有利于提高收卷速度,提高生产效率。后处理阶段的第五温度区间的温度设置为200℃~280℃、第六温度区间的温度设置为150℃~200℃,以及第七温度区间的温度设置为100℃~150℃,通过梯度缓慢降温释放铜箔层与含氟树脂件之间的内应力,防止应力皱缩与开裂。
本实施例通过设置各个温度梯度区间的热压温度按照先梯度上升再梯度下降的趋势变化,并使得温度梯度区间与含氟树脂件的熔融温度和离型层的熔融温度相适配,在实现含氟树脂件与铜箔层实现紧密贴合的同时保持含氟树脂件与离型层良好离型性,形成剥离强度优良、可离性好的复合铜箔。
可选的,所述铜箔层为压延铜箔层或电解铜箔层;
所述铜箔层的厚度为1~40μm;
所述铜箔层靠近所述含氟树脂件的端面的粗糙度Rz值为0.5~2μm,所述铜箔层远离所述含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.5~1μm。
进一步的,在一实施例中,铜箔层为压延铜箔层或电解铜箔层。根据制备方法不同,铜箔可以分为压延铜箔和电解铜箔两大类。压延铜箔是先将铜板经过多次重复辊轧而制成原箔,再根据要求对原箔进行粗化处理得到的铜箔。电解铜箔是先将铜经溶解制成溶液,再在专用的电解设备中将硫酸铜电解液在直流电的作用下电沉积而制成原箔,最后根据要求对原箔进行表面处理、后得到的铜箔。由于压延铜箔在毛面上比电解铜箔平滑,有利于电信号的快速传输,而且耐折性和弹性系数大于电解铜箔,因此更适用于柔性覆铜板的制作。在优选的实施例中,铜箔层为压延铜箔层。
本实施例中的铜箔层可以根据电路的需要设置成不同的形状、大小和厚度等。铜箔层厚度过大会导致信号传输速度变慢和信号损耗增加的问题,当铜箔层的厚度为1~40μm时,可以满足高频高速的柔性印刷电路板的信号传输需求。铜箔层的厚度优选在1μm以上,更优选在2μm以上,特别优选在3μm以上。此外,铜箔层的厚度优选在40μm以下,更优选在20μm以下,特别优选在15μm以下。即,铜箔层的厚度可以为1~40μm、1~20μm、1~15μm、2~40μm、2~20μm、2~15μm、3~40μm、3~20μm、3~15μm、5~35μm或5~20μm。
铜箔层作为基板中导电层的重要部分,铜箔层的表面粗糙度大小对信号传送损失的影响十分重要。在本实施例中,铜箔层为低轮廓铜箔,低轮廓铜箔是表面粗糙度3.5μm的铜箔。低轮廓铜箔具有较低的表面粗糙度,能够很好地解决高频信号在传输过程由于集肤效应而造成的印制电路板信号的衰减和失真问题。当铜箔层靠近含氟树脂件的端面的粗糙度Rz值为0.5~2μm时,有利于铜箔层和含氟树脂件之间的粘接,当铜箔层远离含氟树脂件的端面的粗糙度Rz值为0.5~1μm时,有利于信号的传输。本实施例的复合铜箔的铜箔层采用低轮廓铜箔层,可以满足高频高速信号传输的低损耗要求,提高信号传输质量。
本实施例通过限定铜箔层的类型、厚度和表面粗糙度,以满足高频高速的柔性印刷电路板的信号传输需求,减少信号传输损失,提高信号传输质量。
可选的,所述含氟树脂层的基础材料包括第一含氟化合物;所述第一含氟化合物包括聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种。
可选的,所述第一含氟化合物还包括聚四氟乙烯。
进一步的,在一实施例中,含氟树脂层可以是完全由一种含氟树脂形成的薄膜层,即含氟树脂层的基础材料是聚全氟乙丙烯(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)中的任意一种。
在另一实施例中,含氟树脂层还可以是两种或两种以上的含氟树脂混合形成的薄膜层,即含氟树脂层的基础材料是聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)和乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)中的至少两种的组合。
可选的,所述含氟树脂层的基础材料包括第二含氟化合物和不含氟化合物,所述第二含氟化合物包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种;
所述不含氟化合物包括环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、氰酸酯树脂、马来酰亚胺-氰酸酯树脂、聚对环二甲苯系树脂、碳氢树脂、聚苯醚树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。
进一步的,在又一实施例中,含氟树脂层还可以是由含氟树脂和不含氟树脂按比例共同组成的薄膜层,其中,含氟树脂层中含氟树脂的含量大于或等于60wt%(如60wt%的含氟树脂和40%的不含氟树脂),优选的含氟树脂层中含氟树脂的含量大于或等于90wt%。当含氟树脂件包含两层及以上的含氟树脂层时,相邻两层含氟树脂层之间的基础材料可以相同,也可以不同。
本实施例通过限定含氟树脂层的基础材料类型,以便于利用不同类型材料的物理特性控制熔融温度差,更好地实现含氟树脂件对相对两侧的铜箔层和离型层产生粘接作用,保证产品质量。
在一实施例中,所述含氟树脂件的厚度为1~50μm,所述铜箔层和所述含氟树脂件的总厚度为2~90μm。
进一步的,含氟树脂件的厚度优选在1μm以上,更优选在2μm以上,特别优选在5μm以上。此外,含氟树脂件的厚度优选在50μm以下,更优选在15μm以下,特别优选在10μm以下。即,含氟树脂件的厚度可以为1~50μm、1~15μm、1~10μm、2~50μm、2~15μm、2~10μm、5~40μm、5~30μm、5~15μm或5~10μm。在含氟树脂件的厚度为1~50μm,且铜箔层和含氟树脂件的总厚度为2~90μm时,复合铜箔具有柔韧性好、机械性能优良的特点,可以避免铜箔层和含氟树脂件之间因为厚度太大而影响信号传输性能。
在一实施例中,所述离型层为聚四氟乙烯层;所述离型层的厚度为1~100μm。
进一步的,聚四氟乙烯的熔融温度高,因此具有耐高温的特点,且由于表面张力小、摩擦系数低而具有防粘性能。在一实施例中,采用聚四氟乙烯层作为离型层,可以在对复合铜箔起到隔离和保护作用的同时,使得离型层易于从复合铜箔剥离。
离型层是指表面具有分离性的薄膜,离型层要求与特定的材料在有限的条件下接触后不具有粘接性或只具有轻微的粘接性。离型层的厚度太小则不能起到有效的隔离和保护作用,离型层的厚度太大则会丧失柔韧性。在本实施例中,离型层的厚度为1~100μm;在优选的实施例中,离型层的厚度为5~100μm;在更优选的实施例中,离型层的厚度为10~50μm。本实施例通过限定离型层的类型,保证离型层薄膜的耐高温性能,提高了加工稳定性。本实施例通过限定离型层的厚度,在保证离型层对复合铜箔具有隔离和保护作用的基础上,还保持良好的柔韧性。
可选的,所述通过辊压机对所述层叠体在预设热压条件下进行热压处理,包括:
将所述铜箔层和所述含氟树脂件贴合粘接,以使得所述铜箔层与所述含氟树脂件之间的剥离强度大于或等于0.4N/mm;
将所述离型层贴合粘接到所述含氟树脂件背离所述铜箔层的另一端面上,以使得所述离型层与所述含氟树脂件之间的剥离强度小于或等于0.4N/mm。
进一步的,复合铜箔所采用的含氟树脂层具有低介电损耗因子,且在高温高湿环境下具有稳定的Dk/Df性能,可以减少信号传输过程中的损耗,提高信号传输质量,能够满足高频高速信号的传输需求。介电常数(Dielectric Constant,Dk)是反映绝缘性介质(例如树脂)在静电场作用下的介电性质或极化性质的主要参数,介电损耗(DissipationFactor,Df)是指传输线中已经朝向介质材料中损失掉的能量针对传输线中尚未损失能量比对时的比值。在一实施例中,介电常数值为2.0~3.5,介电损耗值为0.005~0.0002,可以使得信号在复合铜箔中的传输速度快、传输能力强、传输质量好,且信号在介质中传输的完整性更好。在优选的实施例中,含氟树脂层在10GHz下的介电常数值为2.1~3.0,介电损耗值为0.001~0.0002。
含氟树脂件在满足介电性能的前提下,还需要进一步满足热压过程中的粘接性能,粘接性能用含氟树脂件与相对两侧的铜箔层和离型层之间的剥离强度表示。在一实施例中,铜箔层与含氟树脂件之间的剥离强度大于或等于0.4N/mm;在优选的实施例中,铜箔层与含氟树脂件之间的剥离强度大于或等于0.6N/mm;在更优选的实施例中,铜箔层与含氟树脂件之间的剥离强度大于或等于0.8N/mm,以满足含氟树脂件对铜箔层的粘接性能。本实施例的复合铜箔中铜箔层与含氟树脂件之间具有高剥离强度,可以满足丰富的应用场景。
相比于铜箔层与含氟树脂件之间的粘接,离型层与含氟树脂件之间具有弱的粘接作用。在一实施例中,离型层与含氟树脂件之间的剥离强度小于或等于0.4N/mm;在优选的实施例中,离型层与含氟树脂件之间的剥离强度小于或等于0.3N/mm;在更优选的实施例中,离型层与含氟树脂件之间的剥离强度小于或等于0.2N/mm;以满足含氟树脂件与离型层的粘接性能,使得离型层易于剥离。本实施例的复合铜箔中离型层与含氟树脂件之间具有低剥离强度,离型层易于剥离,有利于复合铜箔直接与不同材料的绝缘层膜(如含氟树脂膜、聚酰亚胺膜或LCP膜)装配制作高频高速柔性覆铜板,满足印刷电路板的高频高速信号传输需求,不需要再加一层用于粘接的纯胶,缩短了工艺流程,降低了生产成本,提高了产品良率。
本发明的复合铜箔的具体实施例和对比例如下:
实施例1
将铜箔层卷材、含氟树脂卷材和离型层卷材安装好之后进行层叠处理,使得铜箔层和离型层分别叠放在含氟树脂件的相对两侧,得到层叠体;通过辊压机对层叠体在预设热压条件下进行热压处理,得到实施例1的复合铜箔。预设热压条件中的热压温度包括:温度为120℃的第一温度区间、温度为250℃的第二温度区间、温度为300℃的第三温度区间、温度为300℃的第四温度区间、温度为200℃的第五温度区间、温度为150℃的第六温度区间,以及温度为100℃的第七温度区间。
实施例1的复合铜箔从上到下依次包括铜箔层、含氟树脂件和离型层,其中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为5μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
实施例2
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到实施例2的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间的温度为310℃。实施例2的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为5μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
实施例3
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到实施例3的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间的温度为300℃。实施例3的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
实施例4
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到实施例4的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间的温度为300℃。实施例4的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为1.0μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
实施例5
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到实施例5的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间的温度为300℃。实施例5的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为1.0μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为15μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
实施例6
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到实施例6的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间的温度为320℃。实施例6的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为1.0μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为15μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
实施例7
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到实施例7的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间的温度为300℃。实施例7的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为15μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
对比例1
不同于实施例1的卷对卷的制造方法,基于与实施例1的含氟树脂相同的基础材料制备含氟树脂分散液,在铜箔表面涂布含氟树脂分散液形成1层含氟树脂层之后,在300℃条件下烘干并烧结,得到对比例1的复合铜箔。
对比例1的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂层的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂层的厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004。
对比例2
不同于实施例1的卷对卷的制造方法,基于与实施例1的含氟树脂相同的基础材料制备含氟树脂分散液,在铜箔表面涂布含氟树脂分散液形成含氟树脂层之后,在280℃条件下烘干并烧结,得到对比例2的复合铜箔。
对比例2的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂层的端面的表面粗糙度Rz值为1.0μm;含氟树脂层的厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004。
对比例3
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到对比例3的复合铜箔,其中热压处理时不划分温度梯度区间,热压温度整体设置为300℃。对比例3的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
对比例4
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到对比例4的复合铜箔,其中热压处理时第一温度区间到第四温度区间的温度均设置为300℃。对比例4的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
对比例5
采用与实施例1的相同的卷对卷的制造方法得到对比例5的复合铜箔,其中热压处理时第三温度区间到第七温度区间的温度均设置为300℃。对比例5的复合铜箔中,铜箔层的厚度为18μm,铜箔层靠近含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.6μm;含氟树脂件为1层含氟树脂层,厚度为10μm,在10GHz下的Dk值为2.2,Df值为0.0004;离型层的厚度为50μm。
对实施例和对比例中的复合铜箔进行测试。其中,一方面,测试铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度;另一方面,通过观察复合铜箔的含氟树脂件是否存在缺胶、褶皱和气泡等缺陷情况判断复合铜箔的外观品质等级,若不存在缺陷则记录为良好,若存在缺陷则记录缺陷情况,测试结果如表1。
表1实施例和对比例中复合铜箔的性能测试结果
剥离强度(N/mm) 外观品质等级
实施例1 0.492 良好
实施例2 0.561 良好
实施例3 0.683 良好
实施例4 0.952 良好
实施例5 1.029 良好
实施例6 1.642 良好
实施例7 0.744 良好
对比例1 0.603 缺胶、皱缩
对比例2 0.875 缺胶、皱缩
对比例3 0.732 缺胶、皱缩
对比例4 0.717 缺胶、皱缩
对比例5 0.688 皱缩
从表1的测试结果可以看出,相比于对比例,实施例中的性能。实施例1~7中复合铜箔的铜箔层和含氟树脂件之间具有高剥离强度,实施例5和6甚至超过了1N/mm。同时,由于控制热压处理时的热压温度条件,保证了含氟树脂件的稳定性和均质性,使得复合铜箔具有良好的外观品质等级。实施例2和实施例1相比,以及实施例6和实施例7相比,实施例2和6在热压处理时第三温度区间的温度更高,有助于提高铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度。实施例3和实施例1相比,以及实施例5和实施例4相比,实施例3和5具有更厚的含氟树脂件厚度,有助于进一步提高铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度。实施例4和实施例3相比,实施例4的铜箔层具有更大的表面粗糙度,有助于进一步提高铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度。通过对实施例1~7中铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度对比可知,铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度的影响因素包括铜箔层靠近含氟树脂件的端面的粗糙度、含氟树脂件的厚度以及热压处理时复合阶段对应的温度。
对比例1和实施例3相比,以及对比例2和实施例4相比,对比例1和2采用涂布、烘干的工艺,实施例3和实施例4采用卷对卷的工艺并控制热压温度条件,实施例3和实施例4在提高铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度的同时,具有更好的外观品质等级。对比例3采用卷对卷的工艺,但并未设置热压温度条件的温度梯度区间,对比例4和对比例5采用卷对卷的工艺,但并未按照先梯度上升再梯度下降的方式控制热压温度条件的温度梯度区间,将对比例3~5与实施例3相比,对比例3~5中铜箔层和含氟树脂件之间的剥离强度虽然有所增强,但是均出现了明显的皱缩缺陷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合铜箔制造方法,其特征在于,包括:
将铜箔层、含氟树脂件和离型层安装到预设安装位置并进行层叠处理,使得所述铜箔层和所述离型层分别叠放在所述含氟树脂件的相对两侧,得到层叠体;所述含氟树脂件包括至少一层含氟树脂层;
通过辊压机对所述层叠体在预设热压条件下进行热压处理,得到复合铜箔。
2.根据权利要求1所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述预设热压条件包括:
热压温度为100℃~320℃,热压收卷速度为0.5~4m/min,热压压力为2~7MPa。
3.根据权利要求2所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述热压温度包括5~10个温度梯度区间;
沿热压开始方向到热压结束方向,各所述温度梯度区间的温度按照先梯度上升再梯度下降的趋势变化。
4.根据权利要求3所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述热压温度包括:温度为100℃~200℃的第一温度区间、温度为200℃~250℃的第二温度区间、温度为250℃~320℃的第三温度区间、温度为280℃~300℃的第四温度区间、温度为200℃~280℃的第五温度区间、温度为150℃~200℃的第六温度区间,以及温度为100℃~150℃的第七温度区间。
5.根据权利要求1所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述含氟树脂件的熔融温度为260~320℃,所述离型层的熔融温度高于所述含氟树脂件的熔融温度10℃以上。
6.根据权利要求1所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述铜箔层为压延铜箔层或电解铜箔层;
所述铜箔层的厚度为1~40μm;
所述铜箔层靠近所述含氟树脂件的端面的粗糙度Rz值为0.5~2μm,所述铜箔层远离所述含氟树脂件的端面的表面粗糙度Rz值为0.5~1μm。
7.根据权利要求1所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述含氟树脂层的基础材料包括第一含氟化合物;所述第一含氟化合物包括聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述第一含氟化合物还包括聚四氟乙烯。
9.根据权利要求1所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述含氟树脂层的基础材料包括第二含氟化合物和不含氟化合物,所述第二含氟化合物包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种;
所述不含氟化合物包括环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、氰酸酯树脂、马来酰亚胺-氰酸酯树脂、聚对环二甲苯系树脂、碳氢树脂、聚苯醚树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的复合铜箔制造方法,其特征在于,所述通过辊压机对所述层叠体在预设热压条件下进行热压处理,包括:
将所述铜箔层和所述含氟树脂件贴合粘接,以使得所述铜箔层与所述含氟树脂件之间的剥离强度大于或等于0.4N/mm;
将所述离型层贴合粘接到所述含氟树脂件背离所述铜箔层的另一端面上,以使得所述离型层与所述含氟树脂件之间的剥离强度小于或等于0.4N/mm。
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