TW202100634A

TW202100634A - 預製備的半固化聚合物材料結構

Info

Publication number: TW202100634A
Application number: TW109104275A
Authority: TW
Inventors: 丁榆軒
Original assignee: 鷹克國際股份有限公司
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2021-01-01
Also published as: TWI754217B

Abstract

本發明揭示一種預製備的半固化聚合物材料結構，包含一膜狀載體和一半固化的半固化聚合物材料層，膜狀載體上的塗布面具有塗布區及鏤空區，半固化的聚合物材料層塗布於該塗布面的塗布區但不覆蓋該鏤空區。

Description

預製備的半固化聚合物材料結構

本發明是關於一種預製備的半固化聚合物材料結構，製備完成後可供層合於電路基板上。

一般的防焊乾膜產品與傳統以網版印刷塗布防焊層的方法相似，都是在整片電路基板上形成完整的防焊層後，使用底片進行接觸式曝光，將底片上的影像複印到防焊層的表面形成光罩，而後將沒有被光罩遮住部分的防焊層進行完全固化，再利用化學藥劑洗去光罩區域的防焊層結構。在這樣的先塗布後洗清的製程中，實際上耗損了許多防焊材料，同時光罩複印過程中的偏移，也會使製造良率下降。

有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種可減少半固化聚合物材料用量的預製備防焊結構。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種預製備的半固化聚合物材料結構，包括一膜狀載體及一半固化的聚合物材料層，膜狀載體具有一塗布面，塗布面具有一塗布區及一鏤空區；半固化的聚合物材料層塗布於塗布面的塗布區但不覆蓋鏤空區。

通過上述設計，本發明可以根據電路板不需要形成防焊層的位置，在膜狀載體形成相應的鏤空區，一來可以節省防焊材料的使用量，二來也可以簡化後續移除多餘防焊層的移除作業。

請參考第1圖的結構，本發明的預製備的半固化聚合物材料結構由一膜狀載體10及一半固化的聚合物材料層20組成，膜狀載體10上的塗布面11上有塗布區及鏤空區，半固化的聚合物材料層20塗布於該塗布面的塗布區但不覆蓋該鏤空區。半固化聚合物材料層20的第一面21形成於塗布面11，其反向的第二面22後續可被層合於電路基板上。在某些實施例中，本發明的半固化聚合物材料結構更包括一保護膜30，該保護膜30是可剝離地覆於該半固化的聚合物材料層20的第二面22，在層合於電路板前再保護膜30移除。

請參考第1圖與第2圖的結構，本發明的預製備的半固化聚合物材料結構由一膜狀載體10及一半固化的聚合物材料層20組成，膜狀載體10上的塗布面11上有塗布區101，及在該膜狀載體長度方向上延伸的縱向鏤空區102，半固化的聚合物材料層20塗布於塗布面11的塗布區101但不覆蓋鏤空區102，縱向鏤空區102將該半固化的聚合物材料層20分隔為多個在該膜狀載體寬度方向上彼此不連接的區域(灰色部分)，形成如第2圖所示的縱向斑馬紋。

請參考第1圖與第3圖的結構，本發明的預製備的半固化聚合物材料結構由一膜狀載體10及一半固化的聚合物材料層20組成，膜狀載體10上的塗布面11上有塗布區101，以及在該膜狀載體寬度方向上延伸的橫向鏤空區103，半固化的聚合物材料層20塗布於塗布面11的塗布區101但不覆蓋鏤空區103，橫向鏤空區將該半固化聚合物材料層20分隔為多個在該膜狀載體長度方向上彼此不連接的區域(灰色部分)，形成如第3圖所示的橫向斑馬紋。

請參考第1圖與第4圖的結構，本發明的預製備的半固化聚合物材料結構由一膜狀載體10及一半固化的聚合物材料層20組成，膜狀載體10上的塗布面11有塗布區101，及在該膜狀載體長度方向上延伸的縱向鏤空區102，及在該膜狀載體寬度方向上延伸的橫向鏤空區103，半固化的聚合物材料層20塗布於塗布面11的塗布區101但不覆蓋鏤空區102、103，縱向鏤空區和橫向鏤空區將該聚合物材料層分隔為多個在該膜狀載體長度、寬度方向上彼此均不連接的區域(灰色部分)，形成如第4圖所示的方塊陣列。

請參考第5圖的結構，本發明的預製備的半固化聚合物材料結構更包括一收捲軸40，在有保護膜30的情況下，所述與膜狀載體10及保護膜30結合的半固化聚合物材料層20是收捲於收捲軸40上，以利保存，後續並可利用真空壓膜整平機將收捲好的半固化聚合物材料結構整捲進行作業，並可裁切成片於產線連線作業。

請參考第1圖的結構，在某些實施態樣中，膜狀載體10上的塗布面11的中心線平均粗糙度（Ra）為200-600 nm，其中該半固化聚合物材料層的第一面21複製該塗布面11的中心線平均粗糙度，使聚合物材料層有較佳的結合性，能夠穩固地與後續貼覆的晶粒及封裝材料結合，表現良好的結合強度。

本發明所述的膜狀載體10可為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）或其他聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜、聚醯胺醯亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜等，其厚度較佳介於10-150 µm。所述膜狀載體的表面可為光滑面或霧面(粗糙面)。

本發明所述半固化聚合物材料層20可以是由常規的防焊材料、電介質材料及封裝材料製成，在一種可能的非限定實施方式中，所述半固化聚合物材料層是利用前述材料在其仍處於未固化狀態時利用塗布機塗布於膜狀載體，而後進入乾燥機乾燥成所述半固化聚合物材料層，半固化聚合物材料層中的聚合物材料並未完全固化，但具有指觸乾燥性，這些聚合物材料例如具有光固化特性、熱固化特性或同時兼具有光固化及熱固化特性。半固化聚合物材料層的第二面後續可被層合於電路基板上，而後視其特性選擇相應的固化方式將其完全固化於電路基板上，與電路基板形成永久性連接。半固化聚合物材料層層合於電路基板後，膜狀載體可被剝離移除。需說明的是，半固化聚合物材料層形成於膜狀載體的方式並不以前述實施方式為限。

前述防焊材料可以是熱硬化防焊油墨、光硬化防焊油墨或其組合。其中，所述的防焊樹脂可為光可成像防焊樹酯，其以含羧基光可成像樹酯為佳，或者併用環氧樹酯與含羧基光可成像樹酯，或者併用其他熱硬化性樹酯、光硬化性樹酯與含羧基光可成像樹酯。所述固化促進劑可包含光聚合起使劑、硬化助劑、硬化觸媒或其組合。

本發明所述的保護膜可為聚乙烯薄膜、具四氟乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或經表面處理的紙。在具有保護膜的場合，本發明的半固化聚合物材料結構在層合前需將保護膜移除。

在可能的實施方式中，本發明的半固化聚合物材料結構於乾燥處理後，不貼覆保護膜即直接層合於電路板表面。在可能的實施方式中，本發明的半固化聚合物材料結構於貼覆保護膜後先被收捲，而後再移置至壓合機所屬產線進行所述層合作業。在可能的實施方式中，如上述方式收捲後，在溫度0℃以上保存一段時間，較佳為15-25℃保存，而後再移置至壓合機所屬產線進行所述層合作業。

在半固化聚合物材料層需要開窗的場合，可進一步對半固化聚合物材料層進行曝光、顯影作業，所述曝光作業可在膜狀載體移除前或移除後進行，當曝光作業在膜狀載體移除前進行時，所述膜狀載體為透明或半透明，而可讓曝光作業所照射的光線通過膜狀載體。視半固化聚合物材料層的熱硬化及/或光硬化特性，電路板可再進行烘烤或照射紫外線，使半固化聚合物材料層完全硬化。

第一實施例

本實施例使用台灣太陽油墨股份有限公司所販售的商品型號PSR-2000 WT500作為第一試劑，並使用台灣太陽油墨股份有限公司所販售的商品型號Ca-25 KX50作為第二試劑，將兩者混合後加入適量稀釋劑調配成液態防焊材料，將黏度調整至80 dPa‧s，接著將液態防焊材料通過唇形塗布機。

本實施例使用的膜狀載體為PET膜。塗布時，於模唇間隙遮斷幾處出口，使塗布機在PET膜的寬度方向有多段空隙，同時PET膜的長度方向上相對該唇形塗布機持續移動，因此在PET膜的長度方向上延伸形成縱向鏤空區。

接著將覆有液態防焊材料的PET膜依序通過溫度為70 ℃、80℃、90 ℃、80 ℃的烘乾機進行階段式乾燥，使液態防焊材料乾燥為半固化的防焊層，乾燥後的防焊層形成如第2圖所示的縱向班馬紋。而後利用壓合機將乾燥後覆有防焊層的PET膜層合於已預先製作好電路的電路板，將防焊層貼合於電路板表面，最後將PET膜狀載體移除，加工後的電路板的防焊層表面極度平整，加工誤差小於±1 µm。

第二實施例

本實施例的製備方式同實施例一，差異在塗布液態防焊材料的方法。塗布時，調整塗布機供料時機，使液態防焊材料是間歇性地在PET膜上，同時PET膜的長度方向上相對該唇形塗布機持續移動，因此在PET膜的寬度方向上延伸形成橫向鏤空區。乾燥後的防焊層形成如第3圖所示的橫向班馬紋。

第三實施例

本實施例的製備方式同實施例一，差異在塗布液態防焊材料的方法。塗布時，於模唇間隙遮斷幾處出口，使塗布機在PET膜的寬度方向有多段空隙，同時PET膜的長度方向上相對該唇形塗布機持續移動，因此在PET膜的長度方向上延伸形成縱向鏤空區；調整塗布機供料時機，使液態防焊材料是間歇性地在PET膜上，因此在PET膜的寬度方向上延伸形成橫向鏤空區。乾燥後的防焊層形成如第4圖所示的方塊陣列。

比較例一防焊層後續製程評價

（1）黏晶（Die Attach）良率（評價1）

在前述實施例一所得電路板的防焊層表面進行黏晶，通過下述基準評價黏晶良率。

○：良率超過70％。

△：良率介於50-70％。

×：良率低於50％。

（2）封膠（Molding Compound）結合強度（評價2）

在前述實施例一所得電路板的防焊層表面令環氧樹酯封膠固化，將固化後的環氧樹酯封膠自電路板拔除，通過下述基準評價封膠結合強度。

○：防焊層隨封膠一併被拔除的比例超過90％。

△：防焊層隨封膠一併被拔除的比例介於60-90％。

×：防焊層隨封膠一併被拔除的比例低於60。

需說明的是，進行前述評價時，實施例一所選用的PET膜狀載體共有以下五種：

評價例一：膜狀載體的接觸面的中心線平均粗糙度（Ra）為242 nm。

評價例二：膜狀載體的接觸面的中心線平均粗糙度（Ra）為276 nm。

評價例三：膜狀載體的接觸面的中心線平均粗糙度（Ra）為419 nm。

評價比較例一：膜狀載體的接觸面的中心線平均粗糙度（Ra）為121 nm。

評價比較例二：膜狀載體的接觸面的中心線平均粗糙度（Ra）為76 nm。

表一

	接觸面Ra值（nm）	評價1	評價2
評價例一	242	○	○
評價例二	276	○	○
評價例三	419	○	○
評價比較例一	121	△	△
評價比較例二	76	×	×

如以上的說明所示，本發明利用接觸面Ra值介於200-600 nm的膜狀載體（相當於塗布面為相對粗糙面），在電路板上所形成的防焊層，其黏晶良率及封膠結合強度，均遠優於接觸面Ra值低於200 nm的膜狀載體（相當於塗布面為相對平滑面）在電路板上所形成的防焊層。因此，通過選用具有預定Ra值的膜狀載體，能夠賦予電路板的防焊層較佳的結合性，能夠穩固地與後續貼覆的晶粒及封裝材料結合，表現良好的結合強度。

比較例二

依實施例一所製備的半固化防焊結構，在防焊層形成半固化狀態後，將其分別保存於20℃和零下20℃，於24小時後，觀察半固化防焊層與PET膜的外觀是否有剝離現象。結果顯示，保存於20℃的樣品沒有剝離現象，而保存於零下20℃的樣品，有剝離現象。

10:膜狀載體 11:塗布面 101:塗布區 102:縱向鏤空區 103:橫向鏤空區 20:半固化聚合物材料層 21:第一面 22:第二面 30:保護膜 40:收捲軸

第1圖：本發明之預製備的半固化聚合物材料結構的剖面示意圖。

第2圖：本發明第一實施例的縱向班馬紋聚合物材料層示例圖。

第3圖：本發明第二實施例的橫向班馬紋聚合物材料層示例圖。

第4圖：本發明第三實施例的方塊陣列聚合物材料層示例圖。

第5圖：本發明的預製備的半固化聚合物材料結構的側視示意圖，其中，因為圖面比例的關係，本圖中的膜狀載體、半固化的聚合物材料層及保護膜三者以單一外輪廓表現。

10:膜狀載體

11:塗布面

20:半固化聚合物材料層

21:第一面

22:第二面

30:保護膜

Claims

一種預製備的半固化聚合物材料結構，包括：一膜狀載體，具有一塗布面，該塗布面具有一塗布區及一鏤空區；以及一半固化的聚合物材料層，塗布於該塗布面的塗布區但不覆蓋該鏤空區。
如請求項1所述的半固化聚合物材料結構，其中該鏤空區包括至少一在該膜狀載體長度方向上延伸的縱向鏤空區，該縱向鏤空區將該聚合物材料層分隔為多個在該膜狀載體寬度方向上彼此不連接的區域。
如請求項1或2所述的半固化聚合物材料結構，其中該鏤空區包括至少一在該膜狀載體寬度方向上延伸的橫向鏤空區，該橫向鏤空區將該聚合物材料層分隔為多個在該膜狀載體長度方向上彼此不連接的區域。
如請求項1所述的半固化聚合物材料結構，更包括一保護膜，該保護膜是可剝離地覆於該半固化的聚合物材料層相對於該膜狀載體的另一面。
如請求項1或4所述的半固化聚合物材料結構，更包括一收捲軸，該預製備的半固化聚合物材料結構是收捲於該收捲軸。