TWI722309B - 高頻高傳輸雙面銅箔基板、用於軟性印刷電路板之複合材料及其製法 - Google Patents

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Abstract

一種高頻高傳輸雙面銅箔基板,包括第一銅箔層、第二銅箔層以及位於二者之間的第一極低介電膠層和至少一層絕緣聚合物層,第一和第二銅箔層的內表面的Rz值為0.1至1.0μm;形成該絕緣聚合物層之材質係液晶聚合物、氟系聚合物或聚醯亞胺;第一極低介電膠層之Dk值為2.0至3.50,Df值為0.002至0.010。本發明的高頻高傳輸雙面銅箔基板不但電性良好,而且具有成本優勢、製程工序較短、低熱膨脹係數、在高溫濕度環境下穩定的Dk/Df性能、超低吸水率、良好的UV雷射鑽孔能力、低反彈力而適合高密度組裝以及極佳的機械性能。

Description

高頻高傳輸雙面銅箔基板、用於軟性印刷電路板之複合材料及其製法
本發明係有關於軟性印刷電路板(FPC)及其製備技術領域,遊戲關於一種雙面銅箔基板及用於軟性印刷電路板之複合材料及其製法。
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液晶聚合物(LCP)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。
舉凡於第101590948 U號中國專利、第M377823號臺 灣專利、第1010-7418A號日本專利和第1011/0114371號美國專利中皆提出具有優良作業性、低成本、低能耗的特點的複合式基板,而第102276545 U號中國專利、第103096612 B號中國專利、第M422159號臺灣專利和第M531056號臺灣專利中,則以氟系材料製作高頻基板,但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LCP或氟系聚合物高頻高傳輸雙面銅箔基板,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、成本具備優勢、製程工序較短、低熱膨脹係數、在高溫濕度環境下穩定的Dk/Df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;另外,塗佈法當前技術最多只能塗50μm左右的厚度,本發明製造方法可以輕易得到100μm以上的厚膜。
本發明提供一種高頻高傳輸雙面銅箔基板,係包括: 厚度為1至35μm之第一銅箔層;厚度為1至35μm之第二銅箔層;厚度為2至50μm之第一極低介電膠層,其Dk值為2.0至3.50,Df值為0.002至0.010,且該第一極低介電膠層係形成於該第一銅箔層和第二銅箔層之間;以及厚度為5至50μm之至少一層絕緣聚合物層,係形成於該第一銅箔層和第二銅箔層之間,使得該雙面銅箔基板的總厚度為9至220μm,其中,形成該絕緣聚合物層之材質係液晶聚合物、氟系聚合物或Dk值為2.20至3.50且Df值為0.002至0.010之聚醯亞胺,且靠近該第一極低介電膠層之第一銅箔層表面和第二銅箔層表面的Rz值為0.1至1.0μm。
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、四氟乙烯、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群組之至少一種聚合物。
於又一具體實施態樣中,該第一銅箔層、第二銅箔層、第一極低介電膠層和絕緣聚合物層構成的疊構的整體吸水率在0.01至1.5%,亦即該高頻高傳輸雙面銅箔基板之疊構的整體吸水率在0.01至1.50%。
於一具體實施態樣中,任二相鄰層間之接著強度均大於0.7kgf/cm2。舉例而言,該第一極低介電膠層與第二銅 箔層之間、該第一極低介電膠層與絕緣聚合物層之間、該絕緣聚合物層與第一銅箔層之間以及絕緣聚合物層與第二銅箔層之間的接著強度均大於0.7kgf/cm2
於一具體實施態樣中,形成該第一極低介電膠層的材料係選自氟系樹脂、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和聚醯亞胺系樹脂所組成群組之至少一種樹脂。
於一具體實施態樣中,該第一極低介電膠層為含聚醯亞胺的熱固性聚醯亞胺層,且該聚醯亞胺的含量為該第一極低介電膠層的總固含量重量的40至95%。
根據本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板,係可具有二層絕緣聚合物層。亦即於一具體實施態樣中,該高頻高傳輸雙面銅箔基板復包括另一絕緣聚合物層,係形成於該第一極低介電膠層和第二銅箔層之間,使該第一極低介電膠層位於二該絕緣聚合物層之間,且形成二該絕緣聚合物層之材質係液晶聚合物或氟系聚合物。
於具有二層絕緣聚合物層之一具體實施態樣中,該高頻高傳輸雙面銅箔基板復包括之另一絕緣聚合物層係形成於該第一極低介電膠層和第二銅箔層之間,使該第一極低介電膠層位於二該絕緣聚合物層之間,且形成二該絕緣聚合物層之材質係聚醯亞胺。
於另一具體實施態樣中,該第一極低介電膠層係接觸該第二銅箔層,且形成該絕緣聚合物層之材質係液晶聚合 物或氟系聚合物。
於具有二層絕緣聚合物層之一具體實施態樣中,該高頻高傳輸雙面銅箔基板復包括之另一絕緣聚合物層係形成於該第一極低介電膠層和第二銅箔層之間,使該第一極低介電膠層位於二該絕緣聚合物層之間,且形成二該絕緣聚合物層之材質係聚醯亞胺。
於一具體實施態樣中,該第一銅箔層、一絕緣聚合物層、第一極低介電膠層和第二銅箔層的總厚度為9至170μm。
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:本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板;以及背膠軟性銅箔基板(FRCC),係包括第三銅箔層、第二極低介電膠層以及位於該第三銅箔層和第二極低介電膠層之間的絕緣層,且該背膠軟性銅箔基板係以該第二極低介電膠層壓合於該高頻高傳輸雙面銅箔基板之該第一銅箔層上,其中,與該絕緣層接觸的該第三銅箔層表面的Rz值為0.1至1.0μm,且形成該絕緣層之材質為液晶聚合物、氟系聚合物或聚醯亞胺。
本發明復提供一種用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料的製備方法,係包括:預壓本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板和背膠軟性銅箔基板;以及壓合並熟化該高頻高傳輸雙面銅箔基板和該背膠軟性銅箔基板,其中,該預壓時間10至30秒,成型時間為120至180s,成型壓力為90至110kgf/cm2,該壓合溫度為175至195℃,熟化溫度為 165至175℃,熟化時間為50至60分鐘。
本發明的有益效果是:
一、本發明的雙面銅箔基板結構合理,可減少FPC廠製程工序,不但電性良好,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Dk/Df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,並且可以在低溫進行壓合,可以使用快壓設備,以及壓合後可使FPC有極佳的平坦性,適用於UV鐳射小於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等可穿戴設備。
二、本發明用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料包括第一銅箔層、第二銅箔層和第三銅箔層,結構合理,且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)錫焊並搭載元器件,故對二者剝離強度要求較高(大於0.7kgf/cm),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器件,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0.5kgf/cm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0.7kgf/cm),越不容易分層脫落,大的接著強度一般需要銅箔層的Rz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Rz值越小越好,故大的接著 強度與高頻高傳輸之間存在矛盾,而本發明由於第一銅箔層不需要經過SMT或其它高溫製程搭載元器件,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0.5kgf/cm即可,因此第一銅箔層能夠選擇Rz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。
三、本發明的雙面銅箔基板的絕緣聚合物層包括第一絕緣聚合物層和第二絕緣聚合物層中的至少一種,亦即第一絕緣聚合物層為第一液晶聚合物層或第一氟系聚合物層中的至少一種,第二絕緣聚合物層為聚醯亞胺層,由液晶聚合物層或氟系聚合物膜層的介電常數和介電損耗相對較低,使得本發明的雙面銅箔基板不僅具有優秀的耐熱性、剝離強度和阻燃性,更突出表現其介電常數比現有技術中的撓性覆銅板的介電常數低,適用於製作高頻高速應用領域的撓性印製電路板。
四、本發明的用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料採用的第三銅箔層、第一銅箔層和第二銅箔層的Rz值均較低,信號傳輸過程中具有集膚效應,由於銅箔表面粗糙度較低,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Dk/Df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的需要。
五、本發明中的第一極低介電膠層是指Dk值為 2.0-3.5,且Df值為0.002-0.010的膠層,較低的並且在高溫濕度環境下穩定的Dk/Df值,使得FRCC和雙面銅箔基板適合低溫(低於180℃)快速壓合製得本發明的FPC,工藝加工性強,而且對製作設備要求低,進而降低生產成本,其設備操作性和加工性均優於現有的液晶聚合物基板和PTFE纖維板;更佳的是,由於適合低溫壓合,大大降低了製備FPC過程中線路氧化的風險。
六、本發明的第一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第一極低介電膠層的總固含量重量的40-95%,採用熱固性聚醯亞胺層搭配絕緣聚合物層的結構,本發明的雙面銅箔基板相較於傳統的環氧樹脂系產品,更適合下游產業的小孔徑(<100μm)UV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、本發明中的雙面銅箔基板與普通液晶聚合物板相比具有較低的反彈力,僅為液晶聚合物板反彈力的一半左右,適合下游高密度組裝製程。
八、本發明的雙面銅箔基板可以具有聚醯亞胺層,而且第一極低介電膠層的配方中可以含有聚醯亞胺,使得本發明的整體吸水率在0.01至1.5%。由於超低的吸水率,吸水後性能穩定,具有較佳的電氣性能,可大大降低多層板和軟硬結合板的爆板風險,減少訊號傳輸插入損耗。
九、本發明還具有熱膨脹性佳、可撓性佳、耐焊錫性高和極佳的機械性能等優點,而且極低介電膠層的接著強度佳,接著強度大於0.7kgf/cm。
十、當前的黏接片(Bond Ply)產品於下游產業使用需要剝離離型層然後壓合上銅箔層,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。
本發明的上述說明僅是本發明技術方案的概述,為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段,並可依照說明書的內容予以實施,以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。
100‧‧‧雙面銅箔基板
101‧‧‧第一銅箔層
102‧‧‧第二銅箔層
103‧‧‧第一極低介電膠層
104‧‧‧第一絕緣聚合物層
105‧‧‧第二絕緣聚合物層
200‧‧‧背膠軟性銅箔基板
201‧‧‧第三銅箔層
202‧‧‧第二極低介電膠層
203‧‧‧絕緣層
204‧‧‧絕緣層
第1圖是本發明的第1實施態樣的結構示意圖;第2圖是本發明的第2實施態樣的結構示意圖;第3圖是本發明的第3實施態樣的結構示意圖;第4圖是本發明的第4實施態樣的結構示意圖;第5圖是本發明的第5實施態樣的結構示意圖;第6圖是本發明的第6實施態樣的結構示意圖;第7圖是本發明的第7實施態樣的結構示意圖;第8圖是本發明的第8實施態樣的結構示意圖;第9圖是本發明的第9實施態樣的結構示意圖;第10圖是本發明的第10實施態樣的結構示意圖;第11圖是本發明的第11實施態樣的結構示意圖;以及 第12圖是本發明的第12實施態樣的結構示意圖。
以下通過特定的具體實施例說明本發明的具體實施方式,本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地瞭解本發明的優點及功效。本發明也可以其它不同的方式予以實施,即,在不背離本發明所揭示的範疇下,能予不同的修飾與改變。
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」、「第一」、「第二」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。
第1實施態樣
如第1圖所示,本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板從上到下依次由第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103、第一絕緣聚合物層104和第二銅箔 層102組成。
本實施例中,較佳地,該第一銅箔層101和第二銅箔層102的厚度均為6至18μm;第一極低介電膠層103的厚度為10至50μm;第一絕緣聚合物層104的厚度為12.5至25μm。
該第一銅箔層101和第二銅箔層102皆為壓延銅箔層(RA/HA/HAV2)或電解銅箔層(ED)。
本實施態樣中,雙面銅箔基板的製備方法按照下述步驟進行:步驟一、將液晶聚合物或氟系聚合物樹脂塗佈於第一銅箔層101的一面,於60至100℃去除溶劑,然後在300℃下,反應10小時,即生成一第一絕緣聚合物層104;步驟二、將極低介電膠塗佈於第一絕緣聚合物層104的表面,並予以烘乾,即得第一極低介電膠層103;步驟三、將液晶聚合物或氟系聚合物樹脂塗佈於第二銅箔層102的一面,於60至100℃去除溶劑,然後在300℃下,反應10小時,即生成另一第一絕緣聚合物層104;步驟四、在步驟三製得的第一絕緣聚合物層104的外表面壓合步驟二製得的第一極低介電膠層103的表面;步驟五、收卷熟化,即得成品。
所述雙面銅箔基板的製備方法中,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110kgf/cm2,壓合溫度為175至195℃,熟化溫度為165至175℃,熟化時間為50至60分鐘。
第2實施態樣
如第2圖所示,本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板之結構與第1實施態樣類似,不同之處在於:所述雙面銅箔基板從上到下依次由第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103、第二絕緣聚合物層105和第二銅箔層102組成。
本實施態樣中,雙面銅箔基板的製備方法按照下述步驟進行:步驟一、將液晶聚合物或氟系聚合物樹脂塗佈於第一銅箔層101的一面,於60至100℃去除溶劑,然後在300℃下,反應10小時,即生成一第一絕緣聚合物層104;步驟二、將極低介電膠塗佈於第一絕緣聚合物層104的表面,並予以烘乾,即得第一極低介電膠層103;步驟三、將聚醯亞胺塗佈於第二銅箔層102的一面,於60至100℃去除溶劑,然後在300℃下,反應10小時,即生成另一第二絕緣聚合物層105;步驟四、在步驟三製得的第一絕緣聚合物層104的外表面壓合步驟二製得的第一極低介電膠層103的表面;步驟五、收卷熟化,即得成品。
第3實施態樣
如第3圖所示,本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板之結構與第1實施態樣類似,不同之處在於:所述雙面銅箔基板從上到下依次由第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103和第二銅箔層102組成。此外,所述第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103和第二銅箔層102的總厚度為9至170μm。
本實施態樣中,雙面銅箔基板的製備方法按照下述步 驟進行:步驟一、將液晶聚合物或氟系聚合物樹脂塗佈於第一銅箔層101的一面,於60至100℃去除溶劑,然後在300℃下,反應10小時,即生成一第一絕緣聚合物層104;步驟二、將極低介電膠塗佈於第一絕緣聚合物層104的表面,並予以烘乾,即得第一極低介電膠層103;步驟三、在第一極低介電膠層103的表面壓合第二銅箔層102;步驟四、收卷熟化,即得成品。
第4實施態樣
如第4圖所示,本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板之結構與第1實施態樣類似,不同之處在於:所述雙面銅箔基板從上到下依次由第一銅箔層101、第二絕緣聚合物層105(聚醯亞胺層)、第一極低介電膠層103、第二絕緣聚合物層105(聚醯亞胺層)和第二銅箔層102組成。
本實施態樣中,雙面銅箔基板的製備方法按照下述步驟進行:步驟一、將聚醯亞胺塗佈於第一銅箔層101的一面,並予以烘乾熟化及壓合,即生成一所述第二絕緣聚合物層105;步驟二、將極低介電膠塗佈於在第二絕緣聚合物層105的另一面,並予以烘乾及壓合,即得所述第一極低介電膠層103;步驟三、將聚醯亞胺塗佈於所述第二銅箔層102的一面,並予以烘乾熟化及壓合,即生成另一所述第二絕緣聚合物層105;步驟四、在步驟三製得的第二絕緣聚合物層的外表面壓合步驟二製得的第一極低介電膠層的表面;步驟五、收卷熟化,即得成品。
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:本發明之高頻高傳輸雙面銅箔基板;以及背膠軟性銅箔基板(FRCC),係包括第三銅箔層、第二極低介電膠層以及位於該第三銅箔層和第二極低介電膠層之間的絕緣層,且該背膠軟性銅箔基板係以該第二極低介電膠層壓合於該高頻高傳輸雙面銅箔基板之該第一銅箔層上,其中,與該絕緣層接觸的該第三銅箔層表面的Rz值為0.1至1.0μm,且形成該絕緣層之材質為液晶聚合物、氟系聚合物或聚醯亞胺。
以下搭配圖式說明本發明用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料的八種實施態樣。
第5實施態樣
如第5圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料包括背膠軟性銅箔基板200(FRCC),其從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為液晶聚合物、氟系聚合物之絕緣層203和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103、第一絕緣聚合物層104和第二銅箔層102。
本實施態樣中,所述的用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料的製備方法係包括將背膠軟性銅箔基板200(FRCC)和雙面銅箔基板100預壓、壓合併熟化,其中該預壓時間10至30秒,成型時間為120至180s,成型壓力為90至110kgf/cm2,該壓合溫度為175至195℃,熟化溫度為165至175℃,熟化時間為50至60分鐘。
較佳的是,成型壓力為100kgf/cm2,熟化溫度為170℃,熟化時間為60分鐘。
至於FRCC的製備方法中,其中預壓時間為10至20秒,成型時間為60至120秒,成型壓力為90至110kgf/cm2,壓合溫度為175至195℃,熟化溫度為165至175℃,熟化時間為50至60分鐘。較佳的是,成型壓力為100kgf/cm2,熟化溫度為170℃,熟化時間為60分鐘。
第6實施態樣
如第6圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為液晶聚合物、氟系聚合物之絕緣層203和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103、第二絕緣聚合物層105和第二銅箔層102。
第7實施態樣
如第7圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為液晶聚合物、氟系聚合物之絕緣層203和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103和第二銅箔層102。
第8實施態樣
如第8圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為聚醯亞胺之絕緣層204和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103、第一絕緣聚合物層104和第二銅箔層102。
第9實施態樣
如第9圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為聚醯亞胺之絕緣層204和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103、第二絕緣聚合物層105和第二銅箔層102。
第10實施態樣
如第10圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為聚醯亞胺之絕緣層204和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第一絕緣聚合物層104、第一極低介電膠層103和第二銅箔層102。
第11實施態樣
如第11圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為液晶聚合物、氟系聚合物之絕緣層203和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第二絕緣聚合物層105(聚醯亞胺層)、第一極低介電膠層103、第二絕緣聚合物層105(聚醯亞胺層)和第二銅箔層102組成。
第12實施態樣
如第12圖所示,該用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料結構與第5實施態樣類似,不同之處在於:所述背膠軟性銅箔基板200從上到下依次為:第三銅箔層201、材質為聚醯亞胺之絕緣層204和第二極低介電膠層202;所述雙面銅箔基板100從上到下依次為第一銅箔層101、第二絕緣聚合物層105(聚醯亞胺層)、第一極低介電膠層103、第二絕緣聚合物層105(聚醯亞胺層)和第二銅箔層102組成。
以下是本發明的第1實施態樣到第4實施態樣的具體實施例,詳見表1和表2所示。實施例1到實施例4為第1實施態樣的實施例;實施例5和6為第2實施態樣的實施例;實施例9和實施例10為第3實施態樣的實施例;實施例7和實施例8為第4實施態樣的實施例。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。
Figure 107127094-A0101-12-0019-1
表1中,極低介電膠層係含聚醯亞胺之熱固性聚醯亞胺層,且該極低介電膠層中之聚醯亞胺含量係極低介電膠層之總固含量重量的72%。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。
本發明的第1實施態樣到第4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,如下表2記錄。
Figure 107127094-A0101-12-0020-2
Figure 107127094-A0101-12-0021-3
由表2可知,本發明的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Dk/Df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。
本發明優於液晶聚合物膜和普通PI型黏接片(Bond Sheet),適用於5G智慧型手機、Apple watch(智慧手錶)等可穿戴設備。
第5實施態樣到第12實施態樣的用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料包括第一銅箔層、第二銅箔層和第三銅箔層,結構合理,且壓合後具有三層銅箔層,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)錫焊並搭載元器件,故對二者剝離強度要求較高(大於0.7kgf/cm),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器件,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0.5kgf/cm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0.7kgf/cm),越不容易分層脫落,大的接著強度一般需要銅箔層的Rz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Rz值越小越好,故大的接著強度與高頻高傳輸之間存在矛盾,而本發明由於第一銅箔層不需要經過SMT或其它高溫製程搭載元器件,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0.5kgf/cm即可,因此第一銅箔層能夠選擇Rz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。
101‧‧‧第一銅箔層
102‧‧‧第二銅箔層
103‧‧‧第一極低介電膠層
104‧‧‧第一絕緣聚合物層

Claims (11)

  1. 一種高頻高傳輸雙面銅箔基板,係包括:厚度為1至35μm之第一銅箔層;厚度為1至35μm之第二銅箔層;厚度為2至50μm之第一極低介電膠層,其Dk值為2.0至3.50,Df值為0.002至0.010,且該第一極低介電膠層係形成於該第一銅箔層和第二銅箔層之間,其中,該第一極低介電膠層為含聚醯亞胺的熱固性聚醯亞胺層,且該聚醯亞胺的含量為該第一極低介電膠層的總固含量重量的40至95%;以及厚度為5至50μm之至少一層絕緣聚合物層,係形成於該第一銅箔層和第二銅箔層之間,使得該雙面銅箔基板的總厚度為9至220μm,其中,形成該絕緣聚合物層之材質係氟系聚合物或Dk值為2.20至3.50且Df值為0.002至0.010之聚醯亞胺,且靠近該第一極低介電膠層之第一銅箔層表面和第二銅箔層表面的Rz值為0.1至1.0μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,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 所組成群組之至少一種聚合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,其中,該高頻高傳輸雙面銅箔基板之疊構的整體吸水率在0.01至1.50%。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,其中,任二相鄰層間之接著強度均大於0.7kgf/cm2
  5. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,其中,形成該第一極低介電膠層的材料係選自氟系樹脂、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和聚醯亞胺系樹脂所組成群組之至少一種樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,復包括另一絕緣聚合物層,係形成於該第一極低介電膠層和第二銅箔層之間,使該第一極低介電膠層位於二該絕緣聚合物層之間,且形成二該絕緣聚合物層之材質係氟系聚合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,復包括另一絕緣聚合物層,係形成於該第一極低介電膠層和第二銅箔層之間,使該第一極低介電膠層位於二該絕緣聚合物層之間,且形成二該絕緣聚合物層之材質係聚醯亞胺。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,其中,該第一極低介電膠層係接觸該第二銅箔層,且形成該絕緣聚合物層之材質係氟系聚合物。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之高頻高傳輸雙面銅箔基板,其中,該第一銅箔層、絕緣聚合物層、第一極低介電膠層和第二銅箔層的總厚度為9至170μm。
  10. 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6至9項中任一項之高頻高傳輸雙面銅箔基板;以及背膠軟性銅箔基板(FRCC),係包括第三銅箔層、第二極低介電膠層以及位於該第三銅箔層和第二極低介電膠層之間的絕緣層,且該背膠軟性銅箔基板係以該第二極低介電膠層壓合於該高頻高傳輸雙面銅箔基板之該第一銅箔層上,其中,與該絕緣層接觸的該第三銅箔層表面的Rz值為0.1至1.0μm,且形成該絕緣層之材質為液晶聚合物、氟系聚合物或聚醯亞胺。
  11. 一種如申請專利範圍第10項所述之用於軟性印刷電路板(FPC)之複合材料的製備方法,係包括:預壓該高頻高傳輸雙面銅箔基板和背膠軟性銅箔基板;以及壓合並熟化該高頻高傳輸雙面銅箔基板和該背膠軟性銅箔基板,其中,該預壓時間10至30秒,成型時間為120至180s,成型壓力為90至110kgf/cm2,該壓合溫度為175至195℃,熟化溫度為165至175℃,熟化時間為50至60分鐘。
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