CN214299964U - 粘结片、多层印制电路板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种粘结片，包括芯层和设置于所述芯层两个相背表面的粘结层，其中，所述芯层为采用含氟树脂和介电填料制成的芯层，所述粘结层为半固化状态。本实用新型还涉及一种多层印制电路板，包括至少两个印制电路板，相邻的两个所述印制电路板之间设置有所述的粘结片。本实用新型的粘结片的粘结性能优异、介电常数范围宽且可调，多层印制电路板中相邻的两个印制电路板可以通过该粘结片实现高强度的粘结，不分层、不起泡。同时，多层印制电路基板的Dk可以达到2.2‑5、Df≤0.004，满足高Dk、低Df领域的应用需求，且Dk和Df的稳定性好，可以保证信号的可靠性和完整性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子工业技术领域，特别是涉及粘结片、多层印制电路板。
背景技术
对于未来毫米波的应用而言，多层印制电路板的需求将会越来越多。但是，用于粘结多层印制电路板的粘结片通常采用玻璃纤维布增强环氧树脂制得，一方面，其介电损耗较高，另一方面，带有玻璃纤维布的粘结片存在玻纤效应，会对高频或高速数字电路的性能造成负面影响。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种粘结性能优异、介电常数范围宽且可调的粘结片及应用该粘结片的多层印制电路板。
一种粘结片，包括芯层和设置于所述芯层两个相背表面的粘结层，其中，所述芯层为采用含氟树脂和介电填料制成的芯层，所述粘结层为半固化状态。
在其中一个实施例中，所述芯层的表面能大于等于40达因/厘米。
在其中一个实施例中，所述粘结片的厚度为70μm-160μm。
在其中一个实施例中，所述芯层的厚度为30μm-100μm，所述粘结层的厚度为20μm-30μm。
在其中一个实施例中，所述粘结层为热固性树脂粘结层。
在其中一个实施例中，所述粘结层为采用热固性树脂和介电填料制成的粘结层。
在其中一个实施例中，所述粘结层的介电损耗小于等于0.005。
本实用新型的粘结片中，半固化状态的粘结层固化即可实现高强度的粘结，同时，用于支撑粘结层的芯层采用介电损耗(Df)优异的含氟树脂和介电填料制成，从而能够通过介电填料调整芯层的介电常数(Dk)而达到调整粘结片的Dk的目的，使得粘结片的Dk达到2.2-3.5，Df≤0.0025，进而使得粘结片的Dk范围大且可调控，拓宽了粘结片的使用范围。
一种多层印制电路板，包括至少两个印制电路板，相邻的两个所述印制电路板之间设置有如上所述的粘结片。
在其中一个实施例中，所述印制电路板中的介电层为由含氟树脂制成的介电层。
在其中一个实施例中，所述介电层与所述粘结片的介电常数的差值为负0.5至0.5。
本实用新型的多层印制电路板中，相邻的两个印制电路板可以通过上述粘结片实现高强度的粘结，粘结片与印制电路板之间不分层、不起泡。同时，用该粘结片制成的多层印制电路基板的Dk可以达到2.2-5、Df≤0.004，满足高Dk、低Df领域的应用需求，且Dk和Df的稳定性好，可以保证信号的可靠性和完整性。
附图说明
图1为本实用新型的粘结片的结构示意图；
图2为本实用新型的一实施方式的多层印制电路板的结构示意图。
图中：10、粘结片；11、印制电路板；101、芯层；102、粘结层。
具体实施方式
以下将结合附图说明对本实用新型提供的粘结片、多层印制电路板作进一步说明。
如图1所示，为本实用新型提供的粘结片10，主要用于多层印制电路板之间的粘结。
所述粘结片10包括芯层101和设置于所述芯层101两个相背表面的粘结层102，其中，所述芯层101为采用含氟树脂和介电填料制成的芯层，所述粘结层102为半固化状态。
含氟树脂具有优异的介电性能，所以，以含氟树脂膜作为中间层用于支撑半固化状态的粘结层102时，当半固化状态的粘结层102固化即可实现高强度的粘结，所以，粘结片10可以实现优异的粘结性能和稳定的介电性能。但是，以含氟树脂膜为中间层时，由于含氟树脂膜的Dk低，使制得的粘结片10的Dk较低，无法获得宽Dk范围的粘结片10，限制了粘结片10在多层板领域的使用范围。
对此，本实用新型中，用于支撑粘结层102的芯层101采用Df优异的含氟树脂和介电填料制成，从而能够通过介电填料调整芯层101的Dk而达到调整粘结片10的Dk的目的，使得粘结片10的Dk达到2.2-3.5，Df≤0.0025，进而使得粘结片10的Dk范围大且可调控，拓宽了粘结片10的使用范围。
在一个或多个实施例中，所述含氟树脂包括聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚氟乙烯中的至少一种，考虑到聚四氟乙烯的Df最小，而且耐高低温性和耐老化性能好，所以，所述含氟树脂优选为聚四氟乙烯。所述介电填料包括二氧化钛、钛酸钡、钛酸锶、无定形二氧化硅、球形二氧化硅、刚玉、硅灰石、实心玻璃微球、中空玻璃微球、高岭土、莫来石、中空二氧化硅微球、中空二氧化钛微球、合成玻璃、石英、氧化硼、氮化硼、氮化铝、碳化铝、氧化铍、氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、云母、滑石、氢氧化镁中的至少一种，根据不同的介电性能的要求进行选择复配。
然而，由于聚四氟乙烯的分子结构对称，结晶度高且不含活性基团，表面能非常低，一般只有31达因/厘米-34达因/厘米，具有不粘性，因此，使用聚四氟乙烯和介电填料制成的芯层101时，需对其进行表面活化处理，以提高其表面能。
具体表面活化处理的方法包括紫外光照射处理法、等离子体表面处理法等，以使聚四氟乙烯的C-F键断裂，引入大量的极性基团，从而使芯层101的表面从非极性转为极性，提高表面能，增强粘接性。
在一个或多个实施例中，为保证芯层101与粘结层102的粘接性能，使所述芯层101的表面能大于等于40达因/厘米，进一步优选大于等于45达因/厘米，更优选大于等于50达因/厘米，以便更好的粘接粘结层102。
具体地，所述芯层101可以采用流延工艺制成，制备时，胶液中以100重量份的含氟树脂计，介电填料的重量为30重量份-250重量份，同时，胶液中还可以添加偶联剂、分散剂、增稠剂等助剂，其中，偶联剂包括KH550、KH560、KH602、KH631等，分散剂包括X-100、TMN-6、TMN-10、Zeta Sperse 3600等，增稠剂包括聚丙烯酸、甲酸等。
为了保证粘结片10的介电性能，流延工艺制成的芯层101的Dk优选为2.1-3.5、Df优选为0.001-0.0025。
热固性树脂具有优异的粘结性能，发生固化反应即可实现高强度的粘结，所以，所述粘结层102优选为热固性树脂粘结层。
在一个或多个实施例中，所述热固性树脂包括聚烯烃、聚苯基喹喔啉、酚醛树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、BT树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-聚烯烃-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丁苯橡胶、丁腈橡胶中的至少一种。
为了更好的调控粘结片10的Dk，使其具有更宽的Dk范围，所述粘结层102中也可以包括有介电填料。此时，以100重量份的热固性树脂计，介电填料的重量为30重量份-180重量份。
在一个或多个实施例中，所述粘结层102的Dk优选为2.1-3.5、Df优选小于等于0.005，以获得介电损耗更低的粘结片10。
具体地，可以通过涂布、涂覆、喷涂等方式将热固性树脂形成于芯层101的表面上，热固性树脂的流动性能优异，加热使溶剂挥发，即可得到半固化状态的粘结层102。可以理解，半固化状态是指粘结层102未完全固化，仍然具有一定的流动性。
粘结片10中，为了使芯层101能够支撑粘结层102，以及，使粘结层102具有足够的粘结性能。在一个或多个实施例中，所述粘结片10的厚度优选为70μm-160μm，其中，所述芯层101的厚度优选为30μm-100μm，所述粘结层102的厚度优选为20μm-30μm。
如图2所示，为本实用新型提供的一实施方式的多层印制电路板，所述多层印制电路板包括至少两个印制电路板11，相邻的两个所述印制电路板11之间设置有如上所述的粘结片10。
在粘结片10与印制电路板11的粘结过程中，半固化状态的粘结层102在适当温度和压力作用下，能够发生粘性流动，从而使粘结层102与印制电路板11紧密接触，增大有效接触面积，并发生固化反应，于固化后产生高强度的粘合力。
从而，相邻的两个印制电路板可以通过上述粘结片10实现高强度的粘结，粘结片10与印制电路板11之间不分层、不起泡。同时，用该粘结片10制成的多层印制电路基板的Dk可以达到2.2-5、Df≤0.004，满足高Dk、低Df领域的应用需求，且Dk和Df的稳定性好，可以保证信号的可靠性和完整性。
进一步地，当印制电路板11中的介电层由含氟树脂，尤其是聚四氟乙烯制成的介电层时，印制电路板11本身具有低介电常数和低介电损耗的优势。所以，该印制电路板11用所述粘结片10粘结，制成多层印制电路板时，能够低而稳定的介电常数和更低的介电损耗，适用于高频高速的信号传输。
为了使粘结片10与印制电路板11的介电性能更加匹配，所述介电层与所述粘结片10的Dk的差值为负0.5至0.5，Df的差值为负0.002至0.002。
以下，将通过以下具体实施例对所述粘结片、多层印制电路板做进一步的说明。
实施例1：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与35重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的聚丁二烯树脂与180重量份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到53达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度为25μm且呈半固化状态的聚丁二烯树脂层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为2.2，Df为0.0017。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.2，Df为0.0017。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的聚丁二烯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例2：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与30重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的氰酸酯树脂与150重量份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到53达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度为25μm且呈半固化状态的氰酸酯树脂层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为2.2，Df为0.0017。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.3，Df为0.0018。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的氰酸酯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例3：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与30重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物与170份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到54达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度为25μm且呈半固化状态的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为2.2，Df为0.0017。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.7，Df为0.0019。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物层固化，得到多层印制电路板。
实施例4：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与100重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的聚丁二烯树脂与100重量份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到53达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度分别为20μm和30μm且呈半固化状态的聚丁二烯树脂层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为2.5，Df为0.0018。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.7，Df为0.0019。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的聚丁二烯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例5：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与100重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的聚丁二烯树脂与160重量份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到52达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度分别为25μm且呈半固化状态的聚丁二烯树脂层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为2.8，Df为0.0017。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.5，Df为0.0025。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的聚丁二烯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例6：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与160重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的聚丁二烯树脂与160重量份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到55达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度分别为30μm且呈半固化状态的聚丁二烯树脂层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为3.0，Df为0.0018。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.5，Df为0.0022。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的聚丁二烯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例7：
将100重量份的二氧化硅加入到pH＝3的酸性水溶液中，高速搅拌，加1重量份的KH550搅拌10min，于110℃烘箱烘干得到改性后的二氧化硅。将100重量份的PTFE与160重量份的改性后的二氧化硅、1重量份的TMN-6分散剂混合得到胶液，并用甲酸将胶液的粘度调节至1500CPS，然后采用流延工艺制备得到厚度为50微米的聚四氟乙烯层。
将100重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物与160重量份的二氧化硅混合，得到混合料。
采用等离子体表面处理法对上述聚四氟乙烯层进行表面处理，使得聚四氟乙烯层的表面能达到52达因/厘米。然后，在该聚四氟乙烯层的两个相背表面上涂覆上述混合料，并于150℃下加热，得到厚度分别为25μm且呈半固化状态的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物层，得到粘结片。
经检测，该粘结片的Dk为3.0，Df为0.0019。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为3.0，Df为0.0019。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物层固化，得到多层印制电路板。
实施例8：
实施例8与实施例1的区别在于，粘结片中半固化状态的聚丁二烯树脂层的厚度分别为15μm，粘结片的Dk为2.2，Df为0.0017。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.2，Df为0.0017。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的聚丁二烯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例9：
实施例9与实施例1的区别在于，粘结片中含氟树脂层的厚度为25μm，粘结片的Dk为2.2，Df为0.0017。
取5张印制电路板进行层叠设置，其中，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为2.2，Df为0.0017。相邻两印制电路板之间设置上述粘结片，高温压合，使半固化状态的聚丁二烯树脂层固化，得到多层印制电路板。
实施例10：
实施例10与实施例1的区别在于，印制电路板的介电层由聚四氟乙烯制成，Dk为4.5，Df为0.0034。
对比例1：
对比例1与实施例1的区别在于，聚四氟乙烯层不进行表面处理，表面能为31达因/厘米。
对比例2：
对比例2与实施例1的区别在于，芯层的聚四氟乙烯采用环氧树脂代替。
将实施例1-实施例10和对比例1-对比例2的多层印制电路板进行性能测试，结果如表1所示。
表1
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种粘结片，其特征在于，包括芯层和设置于所述芯层两个相背表面的粘结层，其中，所述芯层为采用含氟树脂和介电填料制成的芯层，所述粘结层为半固化状态。
2.根据权利要求1所述的粘结片，其特征在于，所述芯层的表面能大于等于40达因/厘米。
3.根据权利要求1所述的粘结片，其特征在于，所述粘结片的厚度为70μm-160μm。
4.根据权利要求3所述的粘结片，其特征在于，所述芯层的厚度为30μm-100μm，所述粘结层的厚度为20μm-30μm。
5.根据权利要求1所述的粘结片，其特征在于，所述粘结层为热固性树脂粘结层。
6.根据权利要求1所述的粘结片，其特征在于，所述粘结层为采用热固性树脂和介电填料制成的粘结层。
7.根据权利要求5或6所述的粘结片，其特征在于，所述粘结层的介电损耗小于等于0.005。
8.一种多层印制电路板，其特征在于，包括至少两个印制电路板，相邻的两个所述印制电路板之间设置有如权利要求1-7任一项所述的粘结片。
9.根据权利要求8所述的多层印制电路板，其特征在于，所述印制电路板中的介电层为由含氟树脂制成的介电层。
10.根据权利要求9所述的多层印制电路板，其特征在于，所述介电层与所述粘结片的介电常数的差值为负0.5至0.5。
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