DE102007040098A1

DE102007040098A1 - Trägerfolie

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Publication number: DE102007040098A1
Application number: DE200710040098
Authority: DE
Inventors: Michael Schlipf; Katja Widmann
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2009-02-26
Also published as: US20100221529A1; CN101803474B; US8252406B2; WO2009026975A2; WO2009026975A3; EP2179631A2; CN101803474A

Abstract

Um eine Trägerfolie für Leiterplatten bereitzustellen, die sich insbesondere für hohe Bauteildichten eignet, wird vorgeschlagen diese aus einem Polymermaterial herzustellen, welches ein thermoplastisch verarbeitbares im Wesentlichen voll fluoriertes Kunststoffmaterial umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerfolie für eine flexible Leiterplatte mit einer oder mehreren Folienlagen, welche aus einem Polymermaterial hergestellt sind.
Herkömmliche Leiterplatten des FR 4-Typs benötigen für gute Festigkeitswerte vergleichsweise große Schichtstärken. In Verbindung mit den relativ schlechten dielektrischen Eigenschaften erlauben sie nur eine geringe Bauteildichte der zu montierenden elektronischen Komponenten.
Für viele anspruchsvolle Anwendungen in der modernen Welt der Elektronik, z. B. Mobiltelefonen, Laptops oder mobilen elektronischen Spielgeräten sowie in Abstandsradarvorrichtungen in Automobilen sind herkömmliche Standardleiterplatten nicht zu verwenden.
In solchen Anwendungen kommen üblicherweise Hochleistungsleiterplatten auf Basis PTFE-beschichtetem Glasgewebe, gegebenenfalls mit einer PTFE-Folienkaschierung zum Einsatz. Daneben kommen Hochleistungspolymerfolien zum Einsatz, die auf der Basis von Polyethylen, flüssigkristallinen Polymeren (LCP), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI) oder Polyimid (PI) hergestellt sind. Solche Hochleistungsleiterplatten, auch in Form von flexiblen Folien, weisen zwar viele Verbesserungen im Vergleich zu den Standardleiterplatten (kurz FR 4-Leiterplatten genannt) auf, können jedoch nicht alle Anforderungen zufrieden stellend erfüllen.
Leiterplatten auf der Basis von Polymer- und Hochleistungspolymerfolien können zwar sehr dünn ausgeführt werden und ermöglichen dank ihrer Flexibilität innovative Einbausituationen, jedoch weisen auch sie noch signifikante Nachteile auf.
Die PTFE-beschichteten Glasgewebe weisen mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten ε_r von ca. 2,4 nicht die optimalen dielektrischen Eigenschaften von PFTE auf.
Lufteinschlüsse in den PFTE-beschichteten Glasgeweben, so genannte Microvoids, können beim Anlegen einer Spannung zu Defekten führen. Das Entstehen der Microvoids ist in dem speziellen Beschichtungsverfahren begründet, das ein wiederholtes Eintauchen des Glasgewebes in eine PTFE-Dispersion mit anschließendem Trocknen und Sintern verlangt. Restgehalte der in der PTFE-Dispersion enthaltenen Emulgatoren und Spuren ihrer Zersetzungsprodukte verbleiben in der PTFE-beschichteten Glasgewebeleiterplatte und beeinträchtigen das Leistungspotenzial des Werkstoffes PTFE in dieser Anwendung negativ. Insbesondere beeinflussen diese Rückstände den dielektrischen Verlustfaktor (tan δ) und die relative Dielektrizitätskonstante ε_r.
PTFE-beschichtetes Glasgewebe weist eine vergleichsweise raue Oberfläche auf, da sich bei den typischerweise angewandten Auftragsmengen noch das Glasgewebe auf der Oberfläche abbildet.
Raue Oberflächen, wie sie insbesondere bei den PTFE-beschichteten Glasgeweben auftreten, führen nach dem Aufbringen der Kupferschicht in Verbindung mit einem so genannten Skin-Effekt zu einem vergleichsweise hohen dielektrischen Dämpfungskoeffzienten (hohes tan δ). Unter einem Skin-Effekt versteht man die Tatsache, dass die für den Stromfluss verantwortlichen (negativen) Ladungsträger aufgrund ihrer gegenseitigen Abstoßung vorzugsweise an der Oberfläche eines elektrischen Leiters fließen. Der Skin-Effekt steigt mit zunehmender Frequenz. In gleicher Richtung nehmen auch die Anforderungen an die Oberflächengüte zu.
Raue Oberflächen werden ebenfalls bei mittels Schälprozess hergestellten PTFE-Folien festgestellt. Die Rauigkeit wird hierbei insbesondere durch, bezogen auf den Schälprozess, längsorientierten Riefen, herrührend vom Schälmesser, erzeugt. Die mechanischen Eigenschaften von mittels Schälprozess hergestellten PTFE-Folien differieren deshalb häufig bei Vergleich der Längs- und Querwerte. Die in Querrichtung ermittelten Werte, insbesondere die Werte für Zugfestigkeit und Bruchdehnung können bis um 50% tiefer liegen als die in Längsrichtung ermittelten Werte.
Leiterplatten, die auf der Basis von Polymeren und Hochleistungspolymeren hergestellt sind, zeichnen sich typischerweise durch gute Oberflächeneigenschaften aus. Jedoch wirkt sich die Tendenz von vielen Polymeren, im Laufe der Zeit in direktem Kontakt mit Wasser oder auch Luftfeuchtigkeit Wasser aufzunehmen negativ auf die Eigenschaften der Leiterplatten aus. Die Leistungsdaten des originalen trockenen Zustands fallen während der Lebensdauer auf Grund der weiter fortschreitenden Wasseraufnahme immer weiter ab. Als besonders negativ für Leiterplattenanwendungen erweist sich die relativ stark ausgeprägte Tendenz des Polyimids (PI) zur Wasseraufnahme. Bei den PI-basierten Trägerfolien wird herkömmlich eine Cu-Folie auf die PI-Trägerfolie aufgewalzt, was aus Gründen der Prozesstechnik Schichtdicken von 18 μm und mehr notwendig macht. Erfordert die vorgesehene Verwendung der Leiterplatte geringere Cu-Schichtdicken, so muss die überflüssige Cu-Schichtdicke durch einen aufwändigen Ätzprozess in einem nachgeschalteten Prozessschritt wieder entfernt werden.
Flüssigkristalline Polymere (LCP) zeichnen sich durch eine stark reduzierte Tendenz zur Wasseraufnahme aus. Im günstigsten Fall kann im Vergleich mit PI eine bis zu einem Faktor von ca. einhundert reduzierte Wasseraufnahme beobachtet werden. Allerdings sind LCP vergleichsweise spröde, und insbesondere in Anwendungen mit Vibrationsbelastung kann es leicht zur mechanischen Beschädigung oder gar zum Leiterplattenabriß kommen. Darüber hinaus sind LCP sehr teuere Materialien und in der Anwendung im Leiterplattenbau deshalb auf Nischen beschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Trägermaterial für Leiterplatten vorzuschlagen, welches die oben genannte Probleme vermeidet und insbesondere zu wirtschaftlichen Kosten zur Verfügung gestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Trägerfolie gemäß Anspruch 1 gelöst.
Unter thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterialien sind solche Materialien zu verstehen, welche einen Schmelzflußindex (MFI) aufweisen, der von Null verschieden ist (ASTM Test D1238-88 bei 372°C und einer Last von 5 kg bei einer maximalen Extrudat-Auffangzeit von 1 Stunde).
Das erfindungsgemäß verwendete, thermoplastisch verarbeitbare, im Wesentlichen voll fluorierte Kunststoffmaterial lässt sich insbesondere im Extrusionsverfahren zu Folien verarbeiten, so dass die erfindungsgemäße Trägerfolie in einem einfachen Prozess und mit sehr guten Oberflächeneigenschaften herstellbar ist.
Als voll fluoriertes thermoplastisches Kunststoffmaterial wird bevorzugt thermoplastisch verarbeitbares PTFE verwendet. Eine Vielzahl solcher Materialien ist beispielsweise in der WO 01/60911 und WO 03/078481 beschreiben.
Hierbei kommen insbesondere TFE-Copolymere in Betracht, bei denen der Comonomeranteil weniger als 3,5 Mol-% beträgt, da hier die PTFE-Eigenschaften weitgehend erhalten bleiben und trotzdem eine thermoplastische Verarbeitung möglich ist. Weiter bevorzugt ist der Comonomeranteil beschränkt auf weniger als ca. 3 Mol-%, noch weiter bevorzugt sind Comonomeranteile von weniger als ca. 1 Mol-%, beispielsweise 0,5 Mol-% oder weniger.
Bevorzugte Comonomere, die einerseits eine gute thermoplastische Verarbeitbarkeit gewährleisten und andrerseits die Materialeigenschaften gegenüber PTFE weitgehend unverändert lassen, sind Hexafluorpropylen, Perfluoralkylvinylether, Perfluor-(2,2-dimethyl-1,3-dioxol) und Chlortrifluorethylen.
Als erfindungsgemäß zu verwendendes voll fluoriertes Kunststoffmaterial kommen neben den TFE-Copolymeren auch Polymerblends von PTFE und einem oder mehreren thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffen zum Einsatz.
Diese weiteren Kunststoffe werden insbesondere ausgewählt aus der Gruppe der PTFE-Mikropulver. Hierbei handelt es sich um PTFE-Typen mit im Vergleich zu hochmolekularem (Standard) PTFE niederem Molekulargewicht und niederer Schmelzviskosität. Sie werden typischerweise hergestellt entweder durch Emulsionspolymersation, durch thermomechanischen Abbau von hochmolekularem PTFE im Extruder oder durch Strahlenabbau von hochmolekularem PTFE, gefolgt von einem Mahlprozess.
Die Eigenschaftsunterschiede von hochmolekularem (Standard) PTFE und niedermolekularen PTFE-Mikropulvern lassen sich beispielsweise wie folgt darstellen (vgl. S. Ebnesajjad, Fluoroplastics, Vol. 1, Non-Melt Processible Fluoroplastics, Verlag William Andrew Publishing, 2000):

Produkt Molekulargewicht Schmelzviskosität bei 380°C in Pa·s

Standard PTFE ca. 10⁶–ca. 10⁸ ca. 10¹⁰–ca. 10¹³

Mikropulver ca. 10⁴–ca. 10⁶ ca. 10²–ca. 10⁵
Beispiele für solche Polymerblends finden sich in den Offenlegungsschriften WO 01/60911 und WO 03/078481 .
Die erfindungsgemäßen Trägerfolien weisen mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten ε_r von ca. 2,1 einen deutlich besseren Wert als PTFE-beschichtete Glasgewebe auf.
Die stark ausgeprägte Hydrophobie der voll fluorierten Kunststoffe ist die Ursache für eine extrem niedrige Wasseraufnahme der erfindungsgemäßen Trägerfolien während der Lebensdauer der Leiterplatten. Dadurch bleiben die ursprünglichen Werkstoff- und Leiterplatteneigenschaften über lange Zeit, auch in feuchter Umgebung nahezu vollständig erhalten.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Kunststoffmaterialien zeichnen sich auf Grund ihres speziellen molekularen Aufbaus aus durch sehr gute Alterungsbeständigkeit, auch bei hohen Temperaturen und unter Einwirkung von Licht, insbesondere UV-Licht, und eine geringe Neigung zu Rissbildung und Sprödigkeit.
Die Tatsache, dass bei den erfindungsgemäß zu verwendenden voll fluorierten Kunststoffmaterialien über sehr weite Temperaturbereiche bis hin zur Temperatur des flüssigen Heliums keine sprunghaften Änderungen in den Eigenschaften des Werkstoffs zu erwarten sind, erlaubt einen Einsatz der erfindungsgemäßen Trägerfolien und von daraus gefertigten Leiterplatten auch in elektronischen Anwendungen, die zur Erzielung geringster Widerstände Helium-Kühlung bedingen.
Die exzellenten Oberflächeneigenschaften und herausragenden dielektrischen Eigenschaften resultieren in geringsten Dämpfungswerten in vielen elektronischen Anwendungen und ermöglichen den Einsatz in Verbindung mit höheren Signalfrequenzen als dies mit herkömmlichen Polymer- und Hochleistungspolymer basierenden Leiterplatten der Fall ist.
In Kombination mit der extrem geringen Feuchtigkeitsaufnahme über lange Zeiträume erschließen sich den erfindungsgemäßen Trägerfolien Anwendungen im Automobilbereich, wie z. B. hochfrequentes Abstandsradar und andere.
Die erfindungsgemäßen Trägerfolien lassen sich mit geringem Aufwand auch mehrlagig herstellen, ein besonderer Vorteil bei hoch integrierten Schaltungen mit hoher Bauteildichte.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Trägerfolie bzw. einer der Lagen hiervon eine Cu-Kaschierung auf, wobei insbesondere die erfindungsgemäße Trägerfolie als Substrat für die Kaschierung dienen kann. Es kann deshalb auf dünnere Cu-Schichten übergegangen werden als dies bei der Technik des Aufwalzens von Cu-Folien auf Polymerfolien bisher der Fall ist.
Die Dicke der Cu-Schicht kann in weiten Bereichen variieren. Typischerweise liegt sie zwischen 1 μm und 20 μm.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht in der Möglichkeit, besonders dünne Cu-Schichten mit hoher Haftfestigkeit und hoher Einheitlichkeit herzustellen.
Von besonderem Vorteil sind Folien, die im Chillrollverfahren hergestellt sind. Die Chillrollseite und die gegenüberliegende Seite der Folie weisen geringfügig unterschiedliche Oberflächenrauigkeiten auf. Dies erlaubt durch Auswahl der geeigneten Seite als zu kaschierende Seite (Leiterseite) ein Optimum zu finden zwischen einer sehr guten Haftfestigkeit der leitenden Kupferschicht und geringen Dämpfungswerten auch bei Hochfrequenzanwendungen.
Bevorzugt weist das Polymermaterial der erfindungsgemäßen Trägerfolie einen amorphen Anteil auf, der ca. 50 Gew.-% oder mehr beträgt.
Auch dieser Maßgabe kann einfach bei der Herstellung der Folie im Chillrollverfahren Rechnung getragen werden.
Bevorzugt weist der arithmetische Mittenrauwert einer Lage der Trägerfolie auf einer ersten Oberfläche einen Wert von ca. 1 μm oder weniger und auf der gegenüberliegenden Seite (Chillrollseite) ca. 0,8 μm oder weniger auf.
Bei weiter bevorzugten erfindungsgemäßen Trägerfolien wird darauf geachtet dass die Oberflächenrauigkeit, ausgedrückt durch den arithmetischen Mittenrauwert, einer Lage der Trägerfolie auf einer ersten Oberfläche ca. 0,6 μm oder weniger, insbesondere ca. 0,3 μm oder weniger und auf der gegenüberliegenden Oberfläche (Chillrollseite) ca. 0,5 μm oder weniger, insbesondere ca. 0,25 μm oder weniger beträgt. Besonders bevorzugt sind Folien bei denen der arithmetische Mittenrauwert der Chillrollseite ca. 0,2 μm oder weniger beträgt.
Des Weiteren weisen bevorzugte Trägerfolien Oberflächen der einzelnen Lagen mit einer Rautiefe von ca. 2,5 μm oder weniger, insbesondere 2 μm oder weniger auf.
Zur Ermittlung der oben genannten Oberflächeneigenschaften eignet sich z. B. ein Messgerät der Firma Mahr, welche unter dem Handelsnamen Marsurf XR20 vertrieben wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Trägerfolie wie es in Anspruch 18 näher definiert ist.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Trägerfolien lassen sich insbesondere gut mit einer Cu-Kaschierung mit guter Haftfestigkeit ausrüsten.
Besonders bevorzugt für die Kaschierung sind Verfahren zur galvanischen Abscheidung (chemisch oder elektrochemisch) der Cu-Schicht.
Es empfiehlt sich die zu kaschierende Oberfläche einer Lage der Trägerfolie vor der galvanischen Abscheidung der Cu-Schicht zu aktivieren. Das Aktivieren kann ein Aufrauen der Oberfläche beinhalten um den mechanischen Haftverbund zwischen Cu-Schicht und der Lagenoberfläche zu verbessern.
Das Aufrauen der Oberfläche kann die Behandlung derselben mittels Ionenstrahl- oder Ionenspurtechnologie, und/oder Plasmastrahl und/oder Elektronenstrahl und/oder Laserstrahl beinhalten, die eine Nanostrukturierung der Oberfläche zur Folge hat.
Zur Cu-Kaschierung wird zunächst, bevorzugt unmittelbar im Anschluß an das Aufrauen der Oberfläche und weiter bevorzugt mittels Ionen- und/oder Plasmaverfahren, eine Nanokomposite enthaltende, nanostrukturierte Übergangsschicht erzeugt. Auf diese wird dann durch Vakuumbeschichtung eine Kupferstartschicht aufgebracht. Auf diese wird nachfolgend insbesondere galvanisch, d. h. in einem chemischen oder elektrochemischen Prozess, der Hauptteil der Kupferschicht aufgebracht.
Aus der WO 2005/084940 sind solche besonders bevorzugte Verfahren zur Oberflächenbehandlung und anschließender Cu-Kaschierung im Einzelnen beschrieben, wie sie sich für die Herstellung erfindungsgemäßer Trägerfolien eignen. Gegenüber den in der WO 2005/084940 genannten Substrate, insbesondere geschälte PTFE-Folien, hat die Trägerfolie gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil einer deutlich verbesserten Oberflächenqualität, die sich in einem geringeren arithmetischen Mittenrauwert und einer geringeren Rautiefe zeigt.
Von der Rautiefe der Oberfläche zu unterscheiden ist die gewollte Aufrauung im nm-Bereich wie an anderer Stelle beschrieben. Letztere führt zu einer besseren mechanischen Verankerung der Cu-Schicht auf der Oberfläche ohne die Dämpfungseigenschaften merklich zu beinträchtigen.
Alternativ kann das Aufrauen auch mit chemischem Ätzen erfolgen.
Unter Aufrauen ist hier insbesondere die Schaffung einer Oberflächenstruktur im nm-Bereich gemeint.
Die Kaschierung einer Oberfläche einer Lage der Trägerfolie kann alternativ insbesondere das Aufbringen einer dünnen, leitfähigen Cu-Schicht mittels Sputterverfahren umfassen. Insbesondere kann das Sputterverfahren als PVD- oder CVD-Verfahren oder mittels Kathodenzerstäubung durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Trägerfolien weisen darüber hinaus gegenüber den geschälten Folien eine höhere mittlere Streckspannung und ein besseres Schrumpfverhalten, d. h. eine bessere Maßhaltigkeit auf, was sich insgesamt zu einer einfacheren Handhabung der erfindungsgemäßen Trägerfolien sowie eine bessere Produktqualität summiert.
Darüber beobachtet man bei den geschälten Folien ein nachteiliges anisotropes Verhalten, das bei den erfindungsgemäß hergestellten Trägerfolien vermieden wird.
Alternativ zu den zuvor beschriebenen Cu-Kaschierverfahren können konventionelle Laminierverfahren eingesetzt werden, bei dem eine Cu-Folie mit einer Etagenpresse mit der Trägerfolienlage verbunden wird.
Vorteilhafter ist allerdings ein Laminierverfahren, bei dem die Trägerfolienlage und die Cu-Folie mittels einer Doppelbandpresse kontinuierlich miteinander verbunden werden. Hier kann eine so genannte Rolle-zu-Rolle-Produktion realisiert werden, die deutlich wirtschaftlicher arbeitet als das diskontinuierliche Verfahren mit der Etagenpresse.
Schließlich lassen sich zwei oder mehr Lagen der Trägerfolie in einem konventionellen Laminierverfahren zu einem Laminat miteinander verbinden.
Herstellung einer Trägerfolie aus thermoplastischen verarbeitbarem PTFE:
Für die Verarbeitung der erfindungsgemäß zu verwendenden voll fluorierten Kunststoffmaterialien im Extrusionsverfahren empfiehlt sich die Verwendung einer speziellen Maschinenausrüstung.
Da bei der Verarbeitung von Fluorthermoplasten Fluorwasserstoff entstehen kann, empfiehlt es sich alle mit der Schmelze in Berührung kommenden Teile korrosionsbeständig auszulegen (z. B. aus Hastelloy C4 oder Inconel 625).
Um des Weiteren eine optimale Verarbeitung des Fluorthermoplasten zu gewährleisten empfiehlt sich die Verwendung einer Schnecke 10 mit einer Auslegung der Schneckengeometrie wie sie beispielsweise in 1 dargestellt ist und im Folgenden beschreiben wird.
Die Schnecke 10 umfasst eine Einzugszone 12, eine Kompressionszone 14 und eine Meteringzone 16.

Die zugehörigen beispielhaften Schneckenparameter sind die folgenden, wobei D den Nenndurchmesser der Schnecke bezeichnet:

Wirksame Schneckenlänge	ca. 25 D
Länge der Einzugszone	ca. 13 bis ca. 14 D
Länge der Kompressionszone	ca. 5 bis ca. 6 D
Länge der Meteringzone	ca. 5 bis ca. 6 D
Steigung a	ca. 1 D
Stegbreite b	ca. 0,1 D
Gangtiefe der Einzugszone c	ca. 0,16 bis ca. 0,18 D
Gangtiefe der Meteringzone d	ca. 0,06 bis ca. 0,07 D
Kompressionsverhältnis	ca. 2,5 bis ca. 2,7

Als Polymermaterial kommt ein TFE-Coploymer zum Einsatz mit einem Comonomergehalt von 0,5 Mol-%. Das Comonomer war Perfluorpropylvinylether (PPVE).
Aus den mit oben beschriebener Ausrüstung hergestellten Trägerfolien, die beispielsweise eine Schichtdicke von ca. 25 μm bis ca. 500 μm aufweisen können, lassen sich flexible Leiterplatten fertigen, wie im Folgenden kurz beispielhaft beschrieben wird. Obwohl unterschiedliche Technologien geeignet sind um auf der erfindungsgemäßen Trägerfolie eine Cu-Kaschierung aufzubringen, wird das in der WO 2005/084940 A1 beschriebene Verfahren bevorzugt. Damit lassen sich insbesondere klebemittelfreie Leiterplatten fertigen.
Zunächst wird die vorzugsweise im Chillroll-Verfahren hergestellte Folie mittels eines speziellen, zuvor bereits beschriebenen Verfahrens aufgeraut. Die dabei entstehende Oberflächenstruktur ist auch mit "Nanoklippen"-strukturiert zu umschreiben. Hernach wird durch einen Ionen- und/oder Plasmabearbeitungsschritt eine nanostrukturierte, Nanokomposite enthaltende Übergangs schicht erzeugt, die vorzugsweise eine Ausdehnung von der Oberfläche in das Folienmaterial hinein von 2 μm oder weniger aufweist. Unmittelbar danach findet eine Metallisierung der Folienoberfläche mittels Kupfer statt. Diese dünne Cu-Schicht, eine so genannte Kupferstartschicht, wird auch als Cu seed layer bezeichnet. Sie bildet aufgrund der vorstehend beschriebenen Behandlung einen haftfesten Verbund mit der Trägerfolie.
Auf die Kupferstartschicht lässt sich dann beispielsweise mittels chemischer oder elektrochemischer Abscheidung eine Kupferschicht mit einer für die jeweilige Anwendung gewünschten Schichtdicke aufbringen. Schematisch sind solche Folien mit Cu-Kaschierung in der 3 der WO 2005/084940 dargestellt. Auf die zugehörige Figurenbeschreibung darf hier verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 01/60911 [0017, 0023]
- WO 03/078481 [0017, 0023]
- WO 2005/084940 [0047, 0047, 0065]
- WO 2005/084940 A1 [0063]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- vgl. S. Ebnesajjad, Fluoroplastics, Vol. 1, Non-Melt Processible Fluoroplastics, Verlag William Andrew Publishing, 2000 [0022]

Claims

Trägerfolie für eine flexible Leiterplatte mit einer oder mehreren Folienlagen, welche aus einem Polymermaterial hergestellt sind, welches ein thermoplastisch verarbeitbares im Wesentlichen voll fluoriertes Kunststoffmaterial umfasst.
Trägerfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmaterial ein thermoplastisch verarbeitbares PTFE-Material ist.
Trägerfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische PTFE-Material ein TFE-Copolymer ist, wobei der Co-Monomeranteil vorzugsweise ca. 2 Mol-% oder weniger beträgt, insbesondere ca. 1 Mol-% oder weniger, weiter bevorzugt ca. 0,5 Mol-% oder weniger.
Trägerfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Co-Monomer ausgewählt ist aus Hexafluorpropylen, Perfluoralkylvinylether, Perfluor-(2,2-dimethyl-1,3-dioxol) und/oder Chlortrifluorethylen.
Trägerfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Co-Monomer Perfluoralkylvinylether ist.
Trägerfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Perfluoralkylvinylether ein Perfluorpropylvinylether ist.
Trägerfolie nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-Material ein Polymerblend ist, umfassend PTFE und einen thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoff.
Trägerfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mehrlagig ist.
Trägerfolie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Lagen der Trägerfolie Cu-kaschiert sind.
Trägerfolie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Cu-Kaschierung mittels galvanischer Abscheidung erzeugt ist.
Trägerfolie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Cu-Kaschierung ca. 20 μm oder weniger beträgt.
Trägerfolie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Cu-Kaschierung ca. 12 μm oder weniger, weiter bevorzugt ca. 6 um oder weniger, insbesondere 3 μm oder weniger beträgt.
Trägerfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen der Folie im Chillrollverfahren hergestellt sind.
Trägerfolie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der amorphe Anteil des Polymermaterials in den einzelnen Lagen ca. 50 Gew.-% oder mehr beträgt.
Trägerfolie nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der arithmetische Mittenrauwert einer Lage der Trägerfolie auf einer ersten Oberfläche ca. 1 μm oder weniger und auf der gegenüberliegenden Oberfläche (Chillroll-Seite) ca. 0,8 μm oder weniger beträgt.
Trägerfolie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der arithmetische Mittenrauwert einer Lage der Trägerfolie auf einer ersten Oberfläche ca. 0,6 μm oder weniger, insbesondere ca. 0,3 μm oder we niger und auf der gegenüberliegenden Oberfläche (Chillroll-Seite) ca. 0,5 μm oder weniger, insbesondere ca. 0,25 μm oder weniger beträgt.
Trägerfolie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der arithmetische Mittenrauwert der Chillroll-Seite ca. 0,2 μm oder weniger beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Trägerfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend: Herstellung einer Lage der Folie im Chillroll-Verfahren, wobei die Temperatur der Chillroll so eingestellt wird, dass ein Amorphanteil von ca. 50 Gew.-% oder mehr erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lagen mit einer Cu-Kaschierung versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Cu-Kaschierung galvanisch auf einer Lage abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor der galvanischen Abscheidung der Cu-Kaschierung die zu kaschierende Oberfläche aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der Oberfläche das Aufrauen der Oberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauen der Oberfläche die Behandlung derselben mittels Ionenstrahl- oder Ionenspurtechnologie, und/oder Plasma-, und/oder Elektronenstrahl und/oder Laserstrahl umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Cu-Kaschierung zunächst durch Vakuumbeschichtung eine Kupferstartschicht unmittelbar auf einer Nanokomposite enthaltende, nanostrukturierte Übergangsschicht erzeugt und, darauf aufbauend, mittels chemischem oder elektrochemischem Prozess der Hauptteil der Cu-Schicht aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung einer Nanokomposite enthaltenden, nanostrukturierten Übergangsschicht mittels Ionen- und/oder Plasmaverfahren erfolgt und dass der Hauptteil der Cu-Schicht chemisch oder elektrochemisch aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Lagen der Trägerfolie in einem Laminierverfahren miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminierverfahren mittels einer Etagenpresse durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminierverfahren mittels einer Doppelbandpresse im Wesentlichen kontinuierlich durchgeführt wird.