TW201932292A

TW201932292A - 具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板及製備方法及複合材料

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Publication number: TW201932292A
Application number: TW107125171A
Authority: TW
Inventors: 李建輝; 林志銘; 杜伯賢
Original assignee: 亞洲電材股份有限公司
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2019-08-16
Also published as: TWI664086B

Abstract

一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板及製備方法，該雙面銅箔基板係包括第一銅箔層、第一絕緣聚合物層、第一極低介電膠層、芯層、第二極低介電膠層、第二絕緣聚合物層及第二銅箔層，其中，第一及第二絕緣聚合物層皆係氟系聚合物層；第一及第二極低介電膠層之介電常數值為2.0至3.50、介電損耗值為0.002至0.010；第一及第二銅箔層之表面粗糙度值為0.1至1.6微米。

Description

具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板及製備方法及複合材料

本發明係關於用於軟性印刷電路板(FPC)之雙面銅箔基板及其製備方法，尤係關於一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板及其製備方法及複合材料。

隨著資訊技術的飛躍發展，為滿足信號傳送高頻高速化、散熱導熱快速化以及生產成本最低化，各種形式的混壓結構多層板設計與應用方興未艾。印刷電路板是電子產品中不可或缺的材料，而隨著消費性電子產品需求增長，對於印刷電路板的需求也是與日俱增。由於軟性印刷電路板(FPC，Flexible Printed Circuit)具有可撓曲性及可三度空間配線等特性，在科技化電子產品強調輕薄短小、可撓曲性、高頻率的發展趨勢下，目前被廣泛應用電腦及其週邊設備、通訊產品以及消費性電子產品等等。

在高頻領域，無線基礎設施需要提供足夠低的插損，才能有效提高能源利用率。隨著5G通訊、毫米波、航太軍工加速高頻高速FPC/PCB(印刷電路板)需求業務來臨，隨著大資料、物聯網等新興行業興起以及移動互連終端的普及，快速地處理、傳送資訊，成為通訊行業重點。在通訊領域，未來5G網路比4G擁有更加高速的頻寬、更密集的微基站建設，網速更快。物聯網與雲端運算以及新世代各項寬頻通訊之需求，發展高速伺服器與更高傳送速率的手機已成市場之趨勢。一般而言，FPC/PCB是整個傳輸過程中主要的瓶頸，若是欠缺良好的設計與電性佳的相關材料，將嚴重延遲傳送速率或造成訊號損失。這就對電路板材料提出了很高的要求。此外，當前業界主要所使用的高頻板材主要為LCP(液晶聚合物)板、PTFE(聚四氟乙烯)纖維板，然而也受到製程技術的限制，對製造設備的要求高且需要在較高溫環境(大於280℃)下才可以操作，隨之也造成了其膜厚不均勻，膜厚不均會造成電路板的阻抗值控制不易，且高溫壓合製程，會造成LCP或PTFE擠壓影響鍍銅的導通性，形成斷路，進而造成信賴度不佳，可靠度下降；此外，又因不能使用快壓機設備，導致加工困難；另外在SMT(表面貼裝)高溫製程或其它FPC製程，例如彎折、強酸強鹼藥液製程時，接著強度不足，造成良率下降。而其它樹脂類膜層雖然沒有上述問題，但卻也面臨電性不佳或者機械強度不好等問題。

因此，業界仍亟需開發新穎的雙面銅箔基板，以解決上述諸多問題。

高頻高速傳輸時信號完整性至關重要，影響的因素主要為銅箔層及絕緣聚合物層基材，雙面銅箔基板作為FPC/PCB板的原材料主要由多層絕緣聚合物層及銅箔層構成。雙面銅箔基板的性能很大程度取決於較低的介電常數/介電損耗樹脂層的選擇以及銅箔表面粗糙度及晶格排列的選擇。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，本發明的雙面銅箔基板不但電性良好，而且具備低粗糙度的銅箔層、結構組成簡單、成本優勢、製程工序較短、低熱膨脹係數、在高溫濕度環境下穩定的介電常數/介電損耗性能、超低吸水率、良好的UV雷射鑽孔能力、低反彈力適合高密度組裝以及極佳的機械性能。

本發明提供一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，係包括：厚度為5至50微米且包含聚醯亞胺之芯層，係具有相對之第一表面及第二表面；依序形成於該芯層之第一表面上之厚度為2至50微米之第一極低介電膠層、厚度為5至100微米之第一絕緣聚合物層、及厚度為1至35微米之第一銅箔層；以及依序形成於該芯層之第二表面上之厚度為2至50微米之第二極低介電膠層、厚度為5至100微米之第二絕緣聚合物層、及厚度為1至35微米之第二銅箔層；其中，該雙面銅箔基板之總厚度為21至420微米；該第一極低介電膠層及第二極低介電膠層之介電常數(Dk值)皆為2.0至3.50、介電損耗(Df值)皆為0.002至0.010；該第一絕緣聚合物層及第二絕緣聚合物層包含氟系聚合物，且其介電常數(Dk值)皆為2.0至3.50、介電損耗(Df值)皆為0.0002至0.001；以及分別與該第一絕緣聚合物層及第二絕緣聚合物層接觸之該第一銅箔層及第二銅箔層之表面的表面粗糙度皆為0.1至1.6微米。

較佳地，該第一銅箔層和該第二銅箔層的厚度均為1至35微米；該第一絕緣聚合物層和該第二絕緣聚合物層的厚度均為5至100微米；該第一極低介電膠層和該第二極低介電膠層的厚度均為2至50微米；該芯層的厚度為5至50微米。

於一具體實施態樣中，該氟系聚合物係選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟乙烯與乙烯基醚共聚物、四氟乙烯與乙烯的共聚物、聚三氟氯乙烯與乙烯共聚物、六氟丙烯與偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、乙烯-氟乙烯共聚物及四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物所組成之群組之至少一種。

於一具體實施態樣中，該雙面銅箔基板整體之吸水率係0.01至0.10%。

於一具體實施態樣中，第一銅箔層、該第一絕緣聚合物層、該第一極低介電膠層、該芯層、該第二極低介電膠層、該第二絕緣聚合物層及第二銅箔層之間的接著強度均大於0.8公斤力/公分。

於一具體實施態樣中，該第一極低介電膠層及該第二極低介電膠層之樹脂材料係獨立選自氟系樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂及聚醯亞胺系樹脂所組成之群組之至少一種。

於一具體實施態樣中，該第一極低介電膠層及該第二極低介電膠層係包含聚醯亞胺之熱固性聚醯亞胺層。

於一具體實施態樣中，該第一極低介電膠層中之聚醯亞胺含量係該第一極低介電膠層之總固含量重量的40至95%，該第二極低介電膠層中之聚醯亞胺含量係該第二極低介電膠層之總固含量重量的40至95%。

於一具體實施態樣中，該第一絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的60%至未滿80%時，其吸水率係0.5至0.6%、介電常數係3.5、介電損耗係0.009；且該第二絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的60%至未滿80%時，吸水率係0.5至0.6%、介電常數係3.5、介電損耗係0.009。

於一具體實施態樣中，該第一絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的80%至未滿90%時，其吸水率係0.1至0.2%、介電常數係3.2、介電損耗係0.005，且該第二絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的80%至未滿90%時，吸水率係0.1至0.2%、介電常數係3.2、介電損耗係0.005。

於一具體實施態樣中，該第一絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的90%至未滿100%時，其吸水率係0.01至0.02%、介電常數係3.0、介電損耗係0.003，且該第二絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的90%至未滿100%時，吸水率係0.01至0.02%、介電常數係3.0、介電損耗係0.003。

本發明復提供一種用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料，係包括：本發明之雙面銅箔基板；以及背膠軟性銅箔基板(FRCC)，該背膠軟性銅箔基板包括第三銅箔層、依序形成於該第三銅箔層之表面上之聚醯亞胺層及第三極低介電膠層，且該背膠軟性銅箔基板係以該第三極低介電膠層壓合於該雙面銅箔基板之該第一銅箔層。

於該複合材料之一具體實施態樣中，與該聚醯亞胺層接觸之該第三銅箔層之表面的表面粗糙度(Rz值)為0.1至1.0微米。

本發明復提供一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的製備方法，係包括：於第一銅箔層的表面上塗佈氟系聚合物，並在60至100℃去除該氟系聚合物中之溶劑，以形成第一絕緣聚合物層；於第二銅箔層的表面上塗佈氟系聚合物，並在60至100℃去除該氟系聚合物中之溶劑，以形成第二絕緣聚合物層；於聚醯亞胺層的相對二表面上塗佈極低介電膠，並在60至100℃烘乾該極低介電膠，以形成第一極低介電膠層和第二極低介電膠層；在壓合壓力為1至5公斤力/平方公分、壓合溫度為100至160℃之條件下，將該第一絕緣聚合物層壓合於該第一極低介電膠層之表面，將該第二絕緣聚合物層壓合於該第二極低介電膠層之表面；以及在溫度為190至210℃之條件下反應0.5至1.5小時，收卷熱化，以形成複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板。

本發明復提供一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的製備方法，係包括：於第一銅箔層的表面上以雙層塗頭技術將氟系聚合物及極低介電膠同時塗佈該第一銅箔層上，並在60至100℃去除溶劑，以於該第一銅箔層上依序形成第一絕緣聚合物層和第一極低介電膠層；於第二銅箔層的表面上以雙層塗頭技術將氟系聚合物及極低介電膠同時塗佈該第二銅箔層上，並在60至100℃去除溶劑，以於該第二銅箔層上依序形成第二絕緣聚合物層和第二極低介電膠層；在壓合壓力為1至5公斤力/平方公分、壓合溫度為100至160℃之條件下，於聚醯亞胺層的相對二表面上壓合該第一極低介電膠層和第二極低介電膠層；以及在溫度為190至210℃之條件下反應0.5至1.5小時，收卷熱化，以形成複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板。

根據本發明，該雙面銅箔基板係至少具有以下優點：

一、本發明之雙面銅箔基板之絕緣聚合物層係氟系聚合物層，該氟系聚合物層內之氟系聚合物具有超低吸濕性，使得含有該氟系聚合物層之雙面銅箔基板亦具有超低吸水率，低至0.01至0.10%，吸水後性能穩定，具有較佳的電氣性能，可大幅降低多層板及軟硬結合板的爆板風險，減少訊號傳輸插入損耗；另由於氟系聚合物層之介電常數和介電損耗相對較低，其介電損耗低至0.0002至0.001，使得本發明之雙面銅箔基板不僅具有優秀的耐熱性、剝離強度及阻燃性，更表現出其介電常數比現有技術中的撓性覆銅板之介電常數低，適用於製作高頻高速應用領域的撓性印刷電路板。

二、本發明之雙面銅箔基板具有合理之結構，可減少FPC廠製程工序，電性良好，而且具有低粗糙度銅箔、低熱膨脹係數、在高溫濕度環境下穩定的介電常數/介電損耗性能、超低吸水率以及極佳的機械性能、可撓性佳、耐焊錫性高、接著強度佳、操作性良好，且可在低溫進行壓合，可使用快壓設備，以及壓合後使FPC有極佳的平坦性，故適用於UV鐳射之小於100微米的小孔徑加工，壓合時膜厚均勻、阻抗控制良好，適用於5G智慧型手機、Apple watch等可穿戴式設備。

三、本發明之用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料包括第一、第二、及第三銅箔層，即係具有三層銅箔層，且由FRCC及雙面銅箔基板壓合而成，其中，第三銅箔層和第二銅箔層係外側之銅箔層，需要高溫(260℃左右)錫焊並搭載元件，故對其剝離強度要求較高(大於0.7公斤力/平方公分)，而第一銅箔層係位於中間之內層銅箔層，亦稱為訊號線銅箔層，主要用於導通線路，不需要經過SMT 或其它高溫製程搭載元件，故其剝離強度之要求只需大於0.5公斤力/平方公分。

傳統觀念認為FPC中之銅箔層與其它層之接著強度在一定範圍內越大越好(至少大於0.7公斤力/公分)，越會不容易分層脫落，然而，接著強度越大，則一般需要銅箔層之表面粗糙度(Rz)值較大，相對而言，銅箔層的信號傳輸過程中具有集膚效應，為了要達到高頻高傳輸，則需要銅箔層之表面粗糙度(Rz)值越小越好，綜上可知，較大的接著強度與高頻高傳輸之間存在矛盾。

相比之下，本發明之用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料之第一銅箔層不需要經過SMT或其它高溫製程搭載元件，使其對第一銅箔層與第二極低介電膠層具有較低的剝離強度要求，只需大於0.5公斤力/平方公分即可，因此第一銅箔層能夠選擇表面粗糙度(Rz)值更低、電性更好、插入損耗更低之銅箔層，同時不影響FPC的高頻高傳輸性。

四、本發明之用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料採用的第三銅箔層、第一銅箔層及第二銅箔層之表面粗糙度(Rz)值均較低，信號傳輸過程中具有集膚效應，且因較低的銅箔表面粗糙度，使其結晶細膩、表面平坦性較佳，因而信號能實現高速傳輸，同時，極低介電膠層具有較低且穩定的介電常數/介電損耗性能，可減少信號傳輸過程中的損耗，進一步提高信號傳輸品質，完全能勝任FPC高頻高速化、散熱導熱快速化以及生產成本最低化發展之需要。

五、本發明中之第一及第二極低介電膠層係具有介電常數值為2.0至3.5、介電損耗值為0.002至0.010之膠層，因具有較低且在高溫濕度環境下穩定之介電常數/介電損耗值，使得FRCC及雙面銅箔基板適合低溫(低於180℃)快速壓合而製得本發明之FPC，本發明之FPC工藝加工性強，且對製作設備的要求低，進而降低生產成本，其設備操作性及加工性均優於現有之LCP基板及PTFE纖維板，更佳地，由於適用於低溫壓合，故可大幅降低製備FPC過程中線路氧化的風險。

六、本發明之第一及二極低介電膠層可以為含聚醯亞胺的熱固性聚醯亞胺層，且聚醯亞胺的含量為極低介電膠層的總固含量重量的40至95%，採用熱固性聚醯亞胺層搭配絕緣聚合物層的結構，本發明之雙面銅箔基板相較于傳統的環氧樹脂系產品，具有更適合於下游產業的小孔徑(小於100微米)紫外線鐳射加工、不容易造成通孔(PTH,Plating Through Hole)或孔洞內縮、壓合時膜厚均勻、阻抗控制良好，不單只適合採用較大孔徑的機械鑽孔的加工方式，工藝適應性較強。

七、本發明中之雙面銅箔基板與普通LCP板相比之下，本發明中之雙面銅箔基板具有較低的反彈力，僅為LCP板反彈力的一半左右，適合下游高密度組裝製程。

八、本發明之雙面銅箔基板復具有熱膨脹性佳、可撓性佳、耐焊錫性高和極佳的機械性能等優點，而且其極低介電膠層的接著強度佳，接著強度大於0.8公斤力/公分。

九、當前的黏接片(Bond Ply)產品於下游產業使用時，需要剝離離型層然後壓合上銅箔層，然而，使用本結構的雙面銅箔基板，結構組成簡單，可以節省下游的加工工序，成本相對低廉。

100‧‧‧雙面銅箔基板

101‧‧‧第一銅箔層

102‧‧‧第一絕緣聚合物層

103‧‧‧第一極低介電膠層

104‧‧‧芯層

105‧‧‧第二極低介電膠層

106‧‧‧第二絕緣聚合物層

107‧‧‧第二銅箔層

200‧‧‧背膠軟性銅箔基板

201‧‧‧第三銅箔層

202‧‧‧第三極低介電膠層

203‧‧‧聚醯亞胺層

透過例示性之參考附圖說明本發明的實施方式：第1圖係本發明之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的結構示意圖；第2圖係本發明之雙面銅箔基板壓合背膠軟性銅箔基板(FRCC)的製法示意圖；第3圖係本發明之雙面銅箔基板的製備方法示意圖；以及第4圖係本發明之雙面銅箔基板的另一製備方法示意圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「一」、「下」及「上」亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。此外，本文所有範圍和值都係包含及可合併的。落在本文中所述的範圍內之任何數值或點，例如任何整數都可以作為最小值或最大值以導出下位範圍等。

如第1圖所示，係顯示本發明之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板100之一具體實施態樣，係包括：厚度為5至50微米之芯層，該芯層104係具有相對之第一表面及第二表面；依序形成於該芯層104之第一表面之厚度為2至50微米之第一極低介電膠層103、厚度為5至100微米之第一絕緣聚合物層102、及厚度為1至35微米之第一銅箔層101；以及依序形成於該芯層104之第二表面之厚度為2至50微米之第二極低介電膠層105、厚度為5至100微米之第二絕緣聚合物層106、及厚度為1至35微米之第二銅箔層107；其中，該雙面銅箔基板100之總厚度為21至420微米；該芯層104包含聚醯亞胺；該第一極低介電膠層103及第二極低介電膠層105之介電常數(Dk值)皆為2.0至3.50、介電損耗(Df值)皆為0.002至0.010；該第一絕緣聚合物層102及該第二絕緣聚合物層106包含氟系聚合物，且其介電常數(Dk值)皆為2.0至3.50、介電損耗(Df值)皆為0.0002至0.001；以及分別與該第一絕緣聚合物層102及第二絕緣聚合物層106接觸之該第一銅箔層101及第二銅箔層107之表面的表面粗糙度皆為0.1至1.6微米。

在本實施態樣中，較佳地，該第一銅箔層101及該第二銅箔層107皆為壓延銅箔層(RA/HA/HAV2)或電解銅箔層(ED)。

該氟系聚合物係選自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、氟乙烯與乙烯基醚共聚物(FEVE)、四氟乙烯與乙烯的共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯與乙烯共聚物(ECTFE)、六氟丙烯與偏氟乙烯共聚物(THV)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、聚氯乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)、乙烯-氟乙烯共聚物(ETF)及四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物(TFB)所組成之群組之至少一種。

該第一銅箔層101、該第二銅箔層107、該第一絕緣聚合物層102、該二絕緣聚合物層106、該第一極低介電膠層103、該第二極低介電膠層105及該芯層104構成之雙面銅箔基板100之吸水率係0.01至0.10%。

該第一銅箔層101、該第一絕緣聚合物層102、該第一極低介電膠層103、該芯層104、該第二極低介電膠層105、該第二絕緣聚合物層106及第二銅箔層107之間的接著強度均大於0.8公斤力/公分。

該第一極低介電膠層103及該第二極低介電膠層105之樹脂材料係獨立選自氟系樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂及聚醯亞胺系樹脂所組成之群組之至少一種。

於一具體實施態樣中，該第一極低介電膠層103及該第二極低介電膠層105係包含聚醯亞胺之熱固性聚醯亞胺層。該第一極低介電膠層103中之聚醯亞胺含量係該第一極低介電膠層103之總固含量重量的40至95%，該第二極低介電膠層105中之聚醯亞胺含量係該第二極低介電膠層105之總固含量重量的40至95%。

在一具體實施態樣中，該第一絕緣聚合物層102中之氟系聚合物佔其總固含量重量的60%至未滿80%時，其吸水率係0.5至0.6%、介電常數係3.5、介電損耗係0.009；且該第二絕緣聚合物層106中之氟系聚合物佔其總固含量重量的60%至未滿80%時，吸水率係0.5至0.6%、介電常數係3.5、介電損耗係0.009；在一具體實施態樣中，該第一絕緣聚合物層102中之氟系聚合物佔其總固含量重量的80%至未滿90%時，其吸水率係0.1至0.2%、介電常數係3.2、介電損耗係0.005，且該第二絕緣聚合物層106中之氟系聚合物佔其總固含量重量的80%至未滿90%時，吸水率係0.1至0.2%、介電常數係3.2、介電損耗係0.005；在一具體實施態樣中，該第一絕緣聚合物層102中之氟系聚合物佔其總固含量重量的90%至未滿100%時，其吸水率係0.01至0.02%、介電常數係3.0、介電損耗係0.003，且該第二絕緣聚合物層106中之氟系聚合物佔其總固含量重量的90%至未滿100%時，吸水率係0.01至0.02%、介電常數係3.0、介電損耗係0.003。

如第2圖所示，係顯示本發明之雙面銅箔基板壓合背膠軟性銅箔基板(FRCC)的製法示意圖。為得到用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料，係將背膠軟性銅箔基板(FRCC)200之第三極低介電膠層202壓合於本發明之雙面銅箔基板100。在本實施態樣中，該製備方法係將背膠軟性銅箔基板(FRCC)200及雙面銅箔基板100預壓、壓合並熟化，其中，預壓時間為10至30秒，成型時間為120至180秒，成型壓力為90至110公斤力/平方公分，壓合溫度為175至195℃，熟化溫度為165至175℃，熟化時間為50至60分。

較佳地，成型壓力為100公斤力/平方公分，熟化溫度為170℃，熟化時間為60分。

所得到的用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料係包括：本發明之雙面銅箔基板100以及背膠軟性銅箔基板(FRCC)200，係包括第三銅箔層201、依序形成於該第三銅箔層201之表面上之聚醯亞胺層203及第三極低介電膠層202，且該背膠軟性銅箔基板200係以該第三極低介電膠層202壓合於該雙面銅箔基板100之該第一銅箔層101。

在本實施態樣中，與該聚醯亞胺層203接觸之該第三銅箔層201之表面的表面粗糙度(Rz值)為0.1至1.0微米。

如第3圖所示，本發明復提供一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的製備方法，係包括：於第一銅箔層101的表面上塗佈氟系聚合物，並在60至100℃去除該氟系聚合物中之溶劑，以形成第一絕緣聚合物層102；於第二銅箔層107的表面上塗佈氟系聚合物，並在60至100℃去除該氟系聚合物中之溶劑，以形成第二絕緣聚合物層106；於聚醯亞胺層(即芯層104)的相對二表面上塗佈極低介電膠，並在60至100℃烘乾該極低介電膠，以形成第一極低介電膠層103和第二極低介電膠層105；在壓合壓力為1至5公斤力/平方公分、壓合溫度為100至160℃之條件下，將該第一絕緣聚合物層102壓合於該第一極低介電膠層103之表面，將該第二絕緣聚合物層106壓合於該第二極低介電膠層105之表面；以及在溫度為190至210℃之條件下反應0.5至1.5小時，收卷熱化，以形成複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板。

如第4圖所示，本發明復提供另一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的製備方法，係包括：於第一銅箔層101的表面上以雙層塗頭技術將氟系聚合物及極低介電膠同時塗佈該第一銅箔層101上，並在60至100℃去除溶劑，以於該第一銅箔層101上依序形成第一絕緣聚合物層102和第一極低介電膠層103；於第二銅箔層107的表面上以雙層塗頭技術將氟系聚合物及極低介電膠同時塗佈該第二銅箔層上，並在60至100℃去除溶劑，以於該第二銅箔層107上依序形成第二絕緣聚合物層106和第二極低介電膠層105；在壓合壓力為1至5公斤力/平方公分、壓合溫度為100至160℃之條件下，於聚醯亞胺層(即芯層104)的相對二表面上壓合該第一極低介電膠層103和第二極低介電膠層105；以及在溫度為190至210℃之條件下反應0.5至1.5小時，收卷熱化，以形成複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板。

實施例

實施例1至實施例6之各層厚度、成分及來源係如表1-1至表1-4所示。

其中，各成分之來源係如下表1-4所示。

表2及表3為實施例1至實施例6及比較例1和2的雙面銅箔基板的具體疊構和基本性質，表內各項性質係以《軟板組裝要項測試準則TPCA-F-002》作為測試條件，結果如下。

表2中，各實施例之第一絕緣聚合物層、第二絕緣物層、第一極低介電膠層、及第二極低介電膠層之成分係如表1-1至表1-3所示；比較例1之LCP基板(50um)係購自Panasonic公司之R-F705T 23RX-M基板；以及比較例2之LCP基板(100um)係購自Panasonic公司之R-F705T 43RX-M基板。

本發明之具體實施態樣的具體實施例與現有技術的LCP板進行基本性能比較，係如下表3所示。

由表3可知，本發明的雙面銅箔基板具有極佳的性能，因此複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板具有極佳的高速傳輸性、低熱膨脹係數、在高溫濕度環境下穩定的介電常數/介電損耗性能、超低吸水率、良好的UV鐳射鑽孔能力、適合高密度組裝的低反彈力以及極佳的機械性能。

本發明優於LCP膜和普通PI型黏結片(Bond Sheet)，適用於5G智慧型手機、Apple watch(智慧手錶)等可穿戴設備。

此外，第2圖所示之具體實施態樣中，該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料包括第一、第二及第三銅箔層，結構合理，且由FRCC和雙面銅箔基板壓合而成，其中第三銅箔層和第二銅箔層為外側的銅箔層，需要高溫(260° 左右)錫焊並搭載元件，故對二者剝離強度要求較高(大於0.7公斤力/平方公分)，而第一銅箔層為位於中間的內層銅箔層，也稱訊號線銅箔層，主要用於導通線路，不需要經過SMT或其它高溫製程搭載元件，故對第一銅箔層與第二極低介電膠層的剝離強度要求較低，只需大於0.5公斤力/平方公分即可，傳統的觀念中一直認為FPC中的銅箔層與其它層的接著強度在一定範圍越大越好(至少大於0.7公斤力/公分)，越不容易分層脫落，大的接著強度一般需要銅箔層的表面粗糙度值較大，另由於銅箔層的信號傳輸過程中具有集膚效應，要實現高頻高傳輸，則需要銅箔層的表面粗糙度值越小越好，故大的接著強度與高頻高傳輸之間存在矛盾，而本發明用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料由於第一銅箔層不需要經過SMT或其它高溫製程搭載元件，故對第一銅箔層與第二極低介電膠層的剝離強度要求較低，只需大於0.5公斤力/平方公分即可，因此第一銅箔層能夠選擇表面粗糙度值更低、電性更好、插入損耗更低的銅箔層，且不影響FPC的高頻高傳輸性。

上述實施例僅為例示性說明，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍係由本發明所附之申請專利範圍所定義，只要不影響本發明之效果及實施目的，應涵蓋於此公開技術內容中。

Claims

一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，係包括：厚度為5至50微米且包含聚醯亞胺之芯層，係具有相對之第一表面及第二表面；依序形成於該芯層之第一表面上之厚度為2至50微米之第一極低介電膠層、厚度為5至100微米之第一絕緣聚合物層、及厚度為1至35微米之第一銅箔層；以及依序形成於該芯層之第二表面上之厚度為2至50微米之第二極低介電膠層、厚度為5至100微米之第二絕緣聚合物層、及厚度為1至35微米之第二銅箔層；其中，該雙面銅箔基板之總厚度為21至420微米；該第一極低介電膠層及第二極低介電膠層之介電常數(Dk值)皆為2.0至3.50、介電損耗(Df值)皆為0.002至0.010；該第一絕緣聚合物層及第二絕緣聚合物層包含氟系聚合物，且其介電常數(Dk值)皆為2.0至3.50、介電損耗(Df值)皆為0.0002至0.001；以及分別與該第一絕緣聚合物層及第二絕緣聚合物層接觸之該第一銅箔層及第二銅箔層之表面的表面粗糙度皆為0.1至1.6微米。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該氟系聚合物係選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟乙烯與乙烯基醚共聚物、四氟乙烯與乙烯的共聚物、聚三氟氯乙烯與乙烯共聚物、六氟丙烯與偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、乙烯-氟乙烯共聚物及四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物所組成之群組之至少一種。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該雙面銅箔基板之吸水率係0.01至0.10%。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一銅箔層、該第一絕緣聚合物層、該第一極低介電膠層、該芯層、該第二極低介電膠層、該第二絕緣聚合物層及第二銅箔層之間的接著強度均大於0.8公斤力/公分。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一極低介電膠層及該第二極低介電膠層之樹脂材料係獨立選自氟系樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂及聚醯亞胺系樹脂所組成之群組之至少一種。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一極低介電膠層及該第二極低介電膠層係包含聚醯亞胺之熱固性聚醯亞胺層。
如申請專利範圍第6項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一極低介電膠層中之聚醯亞胺含量係該第一極低介電膠層之總固含量重量的40至95%，該第二極低介電膠層中之聚醯亞胺含量係該第二極低介電膠層之總固含量重量的40至95%。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的60%至未滿80%時，其吸水率係0.5至0.6%、介電常數係3.5、介電損耗係0.009；且該第二絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的60%至未滿80%時，其吸水率係0.5至0.6%、介電常數係3.5、介電損耗係0.009。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的80%至未滿90%時，其吸水率係0.1至0.2%、介電常數係3.2、介電損耗係0.005，且該第二絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的80%至未滿90%時，其吸水率係0.1至0.2%、介電常數係3.2、介電損耗係0.005。
如申請專利範圍第1項所述之具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板，其中，該第一絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的90%至未滿100%時，其吸水率係0.01至0.02%、介電常數係3.0、介電損耗係0.003，且該第二絕緣聚合物層中之氟系聚合物佔其總固含量重量的90%至未滿100%時，吸水率係0.01至0.02%、介電常數係3.0、介電損耗係0.003。
一種用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料，係包括：如申請專利範圍第1項所述之雙面銅箔基板；以及背膠軟性銅箔基板(FRCC)，係包括第三銅箔層、依序形成於該第三銅箔層之表面上之聚醯亞胺層及第三極低介電膠層，且該背膠軟性銅箔基板係以該第三極低介電膠層壓合於該雙面銅箔基板之該第一銅箔層。
如申請專利範圍第11項所述之用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料，其中，與該聚醯亞胺層接觸之該第三銅箔層之表面的表面粗糙度(Rz值)為0.1至1.0微米。
一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的製備方法，係包括：於第一銅箔層的表面上塗佈氟系聚合物，並在60至100℃去除該氟系聚合物中之溶劑，以形成第一絕緣聚合物層；於第二銅箔層的表面上塗佈氟系聚合物，並在60至100℃去除該氟系聚合物中之溶劑，以形成第二絕緣聚合物層；於聚醯亞胺層的相對二表面上塗佈極低介電膠，並在60至100℃烘乾該極低介電膠，以形成第一極低介電膠層和第二極低介電膠層；在壓合壓力為1至5公斤力/平方公分、壓合溫度為100至160℃之條件下，將該第一絕緣聚合物層壓合於該第一極低介電膠層之表面，將該第二絕緣聚合物層壓合於該第二極低介電膠層之表面；以及在溫度為190至210℃之條件下反應0.5至1.5小時，收卷熱化，以形成複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板。
一種具有氟系聚合物且具高頻高傳輸特性之雙面銅箔基板的製備方法，係包括：於第一銅箔層的表面上以雙層塗頭技術將氟系聚合物及極低介電膠同時塗佈該第一銅箔層上，並在60至100℃去除溶劑，以於該第一銅箔層上依序形成第一絕緣聚合物層和第一極低介電膠；於第二銅箔層的表面上以雙層塗頭技術將氟系聚合物及極低介電膠同時塗佈該第二銅箔層上，並在60至100℃去除溶劑，以於該第二銅箔層上依序形成第二絕緣聚合物層和第二極低介電膠層；在壓合壓力為1至5公斤力/平方公分、壓合溫度為100至160℃之條件下，於聚醯亞胺層的相對二表面上壓合該第一極低介電膠層和第二極低介電膠層；以及在溫度為190至210℃之條件下反應0.5至1.5小時，收卷熱化，以形成複合式氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板。