WO2022007018A1 - 柔性覆铜板制造方法及设备 - Google Patents

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WO2022007018A1 PCT/CN2020/104086 CN2020104086W WO2022007018A1 WO 2022007018 A1 WO2022007018 A1 WO 2022007018A1 CN 2020104086 W CN2020104086 W CN 2020104086W WO 2022007018 A1 WO2022007018 A1 WO 2022007018A1
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preheating
copper clad
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霍雷
王和志
潘瑞
吴高高
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瑞声声学科技(深圳)有限公司
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    • B32B38/0004—Cutting, tearing or severing, e.g. bursting; Cutter details

Definitions

  • the invention relates to the technical field of printed circuit boards, in particular to a method and equipment for manufacturing a flexible copper clad laminate.
  • PCB Printed Circuit Board
  • CCL copper clad laminate
  • the copper clad laminate According to the different substrates in the copper clad laminate, it can usually be divided into rigid copper clad laminates that are not easy to bend and flexible copper clad laminates that can be bent.
  • rigid copper clad laminates that are not easy to bend
  • flexible copper clad laminates that can be bent.
  • bendable flexible copper clad laminates One of the more prominent advantages of bendable flexible copper clad laminates is that it can reduce the size of the equipment and weight.
  • PET polyimide
  • PEN polynaphthalene ester
  • liquid crystal polymer (LCP) material As a thermoplastic resin, liquid crystal polymer (LCP) material has good mechanical properties and heat resistance, high dimensional stability, low thermal expansion coefficient, low dielectric constant and loss and other characteristics, which can completely avoid the above materials. Inadequate, especially in the fifth generation of communication equipment will have a larger application.
  • thermoplastic liquid crystal polymer flexible copper clad laminates a common production method is the roll to roll production process, which can realize continuous production.
  • the precision of the heating roller is high, mainly reflected in the temperature and parallelism of the heating roller, and the price of such equipment is quite high; another roll-to-roll continuous method, the laminate produced by this method may have poor appearance.
  • the purpose of the present invention is to provide a method and equipment for manufacturing a flexible copper clad laminate with a flat appearance and low equipment cost.
  • One aspect of the present invention discloses a method for manufacturing a flexible copper clad laminate, comprising:
  • Drying tunnel preheating provide a liquid crystal polymer film, and send the liquid crystal polymer film into a drying tunnel for preheating to obtain a preheated film;
  • Hot pressing forming unwinding the copper foil and attaching it to the preheating film, feeding the copper foil and the preheating film into a heating roller at the same time for hot pressing to obtain a copper clad film;
  • Cutting semi-finished products use cutting equipment to cut the copper-clad film to obtain semi-finished products;
  • the semi-finished product is sequentially subjected to a high-temperature tunnel furnace baking treatment and a low-temperature hot-pressing platen flattening treatment to obtain a finished flexible copper clad laminate.
  • the unwinding first upper surface protective film is attached to the upper surface of the preheating film and the unwinding first lower surface protective film is attached to the lower surface of the preheating film.
  • the unwinding copper foil is attached to the preheating film, including:
  • a drying tunnel arranged between the first feeding roller and the second feeding roller, for heating the liquid crystal polymer film
  • the first upper surface protective film, the first lower surface protective film, the copper foil and the preheated film are fed into the heating roller at the same roll speed, which is 10m/min ⁇ 30m/min.
  • the semi-finished products are sequentially subjected to a high-temperature tunnel furnace at 290-330°C for 10s-300s of baking treatment, and then enter a low-temperature hot platen with a temperature of 200-260°C and a pressure of 5MPa-20MPa for flattening treatment for 30s ⁇ 180s, the finished flexible copper clad laminate is obtained.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种柔性覆铜板制造设备及其方法。本发明的覆铜板制造方法包括提供液晶聚合物薄膜，并将所述液晶聚合物薄膜送入烘道预加热，得到预加热薄膜；放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，将所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到覆铜薄膜；使用切割设备切割所述覆铜薄膜，得到半成品；将所述半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温热压盘压平处理，得到柔性覆铜板成品。本发明的柔性覆铜板制造方法工艺简单，设备成本比较低，生产的覆铜板的剥离力、厚度均匀性以及外观方面均较现有技术有较大提升。

Description

柔性覆铜板制造方法及设备 技术领域
本发明涉及印刷电路板的技术领域，具体涉及一种柔性覆铜板制造方法及设备。
背景技术
近年来，随着电子工业的迅猛发展，印刷线路板(Printed Circuit Board，简称PCB)作为基本材料在电子元器件中起到了关键的连接和支撑作用，而覆铜板(CCL)又是线路板的基础材料，因此在众多的电子产品中有着广泛的应用。
依据覆铜板中基材的不同，通常可以分为不易弯折的刚性覆铜板和可弯折的柔性覆铜板，其中可弯折的柔性覆铜板一个比较突出的优点是可减小设备的体积与重量。
人们的日常生活中可穿戴、便携式智能设备已经成为不可或缺的必需品，例如智能手机、手表、平板电脑等，并且对于这些设备越来越追求短小轻薄化、多功能化、信号传输高速化，在这些应用迅速发展的情况下，将会对柔性覆铜板的需求越来越大。
目前市场在柔性射频天线线路板材料中主要使用聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)以及聚萘酯(PEN)等，而PET和PEN耐热性不佳，PI吸水率较高，而且这些缺点会导致基材膜发生卷曲以及铜箔的剥离强度降低，同时还会导致介电性能降低，最终影响电信号的传输。
液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)材料作为一种热塑性树脂，具有良好的机械性能和耐热性能、高尺寸稳定性、 低热膨胀系数、低介电常数和损耗等特性，完全可以规避以上材料的不足，尤其在第五代通信设备中将会有较大的应用。
对于热塑性液晶聚合物柔性覆铜板而言，一种常见生产的方式是卷对卷(Roll to roll)生产工艺，该种方法可实现连续化生产，由于液晶聚合物的加工窗口较窄，所以对于热辊的精度要求高，主要体现在加热辊温度和平行度，这样的设备价格相当高；另一种卷对卷连续方法，该方法制造的层压板可能会出现外观不良现象。
技术问题
本发明的目的在于提供一种外观平整、设备成本低的柔性覆铜板制造方法及设备。
技术解决方案
本发明的技术方案如下：
本发明一方面公开了一种柔性覆铜板制造方法，包括：
烘道预热：提供液晶聚合物薄膜，并将所述液晶聚合物薄膜送入烘道预加热，得到预加热薄膜；
热压成型：放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，将所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到覆铜薄膜；
切割半成品：使用切割设备切割所述覆铜薄膜，得到半成品；
烘烤压平：将所述半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温热压盘压平处理，得到柔性覆铜板成品。
优选地，所述热压成型过程中，还包括：
放卷第一保护膜贴附于所述预加热薄膜上，将所述第一保护 膜、所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到中间热压薄膜；
将所述中间热压薄膜移出加热辊，并回收第一保护膜，以得到所述覆铜薄膜。
优选地，所述放卷第一保护膜贴附于所述预加热薄膜上，包括：
放卷第一上表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷第一下表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的下表面。
优选地，所述放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，包括：
放卷上表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的上表面，其中所述上表面铜箔贴附于所述第一上表面保护膜与所述预加热薄膜的上表面之间。
优选地，所述放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，包括：
放卷上表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷下表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的下表面，其中所述上表面铜箔贴附于所述第一上表面保护膜与所述预加热薄膜的上表面之间，所述下表面铜箔贴附于所述第一下表面保护膜与所述预加热薄膜的下表面之间。
优选地，所述烘烤压平过程中，还包括：
放卷第二保护膜贴附于所述半成品上，并将所述第二保护膜以及半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温加热盘压平处理，得到中间覆铜板；
回收所述第二保护膜，得到柔性覆铜板成品。
优选地，所述放卷第二保护膜贴附于所述半成品上，包括：
放卷第二上表面保护膜贴附于所述半成品的上表面以及放卷第二下表面保护膜贴附于所述半成品的下表面。
本发明另一方面公开了一种柔性覆铜板制造设备，包括：
第一送卷辊，用于输出液晶聚合物薄膜；
第二送卷辊，用于输出铜箔；
烘道，设于所述第一送卷辊与所述第二送卷辊之间，用于加热所述液晶聚合物薄膜；
加热辊，设于所述第二送卷辊之后，用于热压所述液晶聚合物薄膜与所述铜箔；
切割装置，设于所述加热辊之后，用于切割所述加热辊输出的半成品；
高温隧道炉，设于所述切割装置之后，用于烘烤处理所述半成品；
低温热压盘，设于所述高温隧道炉之后，用于压平处理所述半成品得到柔性覆铜板成品。
优选地，该设备还包括：
第三送卷辊，用于输出第一保护膜；
第一收卷辊，与所述第三送卷辊对称设于所述加热辊两端，用于回收所述第一保护膜；
第四送卷辊，设于所述切割装置与所述高温隧道炉之间，用 于输出第二保护膜；
第二收卷辊，设于所述低温热压盘之后，用于回收第二保护膜。
优选地，所述加热辊的辊间距＝液晶聚合物薄膜+铜箔厚度-(10～100μm)。
有益效果
本发明的有益效果在于：
本发明的柔性覆铜板制造方法工艺简单，设备成本比较低，生产的覆铜板的剥离力、厚度均匀性以及外观方面均较现有技术有较大提升。
附图说明
图1为本发明柔性覆铜板制造设备的简易结构示意图一；
图2为本发明柔性覆铜板制造方法的简易结构示意图二；
图3为本发明柔性覆铜板制造方法的流程示意图。
本发明的实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1-2，本发明公开了一种片对片的半连续式覆铜板制造设备，包括半成品制备部分设备(如图1所示)以及成品制备部分设备(如图2所示)，半成品制备部分设备包括：
用于输出液晶聚合物薄2的第一送卷辊1，用于输出铜箔5的第二送卷辊4，用于输出第一保护膜11的第三送卷辊6；与第三送卷辊6对称设于加热辊7两端的第一收卷辊15，用于回收 第一保护膜11；其中，第一送卷辊1、第二送卷辊4、第三送卷辊6、加热辊7以及第一收卷辊15的放卷速度相同，辊速为10m/min～30m/min，从而保证铜箔5、第一保护膜11以及液晶聚合物薄膜2可均匀送料；第一保护膜11可以为铝箔、铜箔、PI(聚酰亚胺树脂)或PTFE(聚四氟乙烯)材质，第一保护膜的添加可以对铜箔表面起到一定保护作用。
设于第一送卷辊1与第二送卷辊4之间的烘道3，用于加热液晶聚合物薄膜2；烘道的温度为100～150℃；
设于第二送卷辊4之后的加热辊7，用于热压液晶聚合物薄膜2与铜箔5，加热辊7的加热温度为150～240℃；
本方案中的液晶聚合物薄膜2厚度为200μm以下，如25μm、50μm、75μm、100um等；铜箔选用压延铜(RA)和电解铜(ED)均可，厚度为35μm以下，优选18μm，更优12μm，铜箔粗糙度：优选Rz<2.0μm；加热辊的辊间距＝液晶聚合物薄膜厚度+铜箔厚度-(10～100μm)。
设于加热辊7之后的切割装置8，用于切割加热辊7输出的半成品9，可依据产品的具体尺寸要求裁剪大小合适的半成品9。
成品制备部分设备包括：
设于切割装置8之后的高温隧道炉13，用于烘烤处理半成品9；高温隧道炉13温度为290～330℃，高温烘烤时间为10s～300s。
设于高温隧道炉13之后的低温热压盘14，用于压平处理半成品9得到柔性覆铜板成品16，经过高温隧道炉13后样品外观 容易出现褶皱，从而进过低温热压解决外观问题；低温热压盘温度为200～260℃，压力为5MPa～20MPa，低温热压的时间为30s～180s。
设于切割装置8与高温隧道炉13之间的第四送卷辊10，用于输出第二保护膜17；设于低温热压盘14之后的第二收卷辊12，用于回收第二保护膜17。第二保护膜17可以为铝箔、铜箔、PI(聚酰亚胺树脂)或PTFE(聚四氟乙烯)材质，第四送卷辊10与第二收卷辊12的辊速可以根据具体热压时间而定，回收的第二保护膜17可以重复利用。
请进一步参阅图3，本发明中单面覆铜的柔性覆铜板制造方法，包括：
S100、烘道预热：提供液晶聚合物薄膜，并将液晶聚合物薄膜送入100～150℃的烘道预加热，得到预加热薄膜。
S200、热压成型：放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，将所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入150～240℃加热辊中热压成型，得到覆铜薄膜。
具体地，S210、放卷第一上表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷第一下表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的下表面，放卷上表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的上表面，其中所述上表面铜箔贴附于所述第一上表面保护膜与所述预加热薄膜的上表面之间。
S220、将所述第一上表面保护膜、第一下表面保护膜、所述 铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到中间热压薄膜。
S230、将所述中间热压薄膜移出加热辊，并回收第一上表面保护膜以及第一下表面保护膜，以得到所述覆铜薄膜。
其中，第一上表面保护膜、第一下表面保护膜、所述铜箔与所述预加热薄膜送入加热辊的辊速相同，均为10m/min～30m/min。
S300、切割半成品：使用切割设备切割所述覆铜薄膜，得到半成品。
S400、烘烤压平：将所述半成品依次经过290～330℃高温隧道炉烘烤处理10s～300s，再进入温度为200～260℃、压力为5MPa～20MPa的低温热压盘压平处理30s～180s，得到柔性覆铜板成品。
具体地，放卷第二上表面保护膜贴附于所述半成品的上表面以及放卷第二下表面保护膜贴附于所述半成品的下表面，并将所述第二上表面保护膜、第二下表面保护膜以及半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温加热盘压平处理，得到中间覆铜板。
本发明中双面覆铜的柔性覆铜板制造方法，包括：
S100、烘道预热：提供液晶聚合物薄膜，并将所述液晶聚合物薄膜送入100～150℃的烘道预加热，得到预加热薄膜；
S200、热压成型：放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，将所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入150～240℃加热辊中热压成型，得到覆铜薄膜。
具体地，S210、放卷第一上表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷第一下表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的下表面，放卷上表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷下表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的下表面，其中所述上表面铜箔贴附于所述第一上表面保护膜与所述预加热薄膜的上表面之间，所述下表面铜箔贴附于所述第一下表面保护膜与所述预加热薄膜的下表面之间。
S220、将所述第一上表面保护膜、第一下表面保护膜、所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到中间热压薄膜。
S230、将所述中间热压薄膜移出加热辊，并回收第一上表面保护膜以及第一下表面保护膜，以得到所述覆铜薄膜。
其中，第一上表面保护膜、第一下表面保护膜、所述铜箔与所述预加热薄膜送入加热辊的辊速相同，均为10m/min～30m/min。
S300、切割半成品：使用切割设备切割所述覆铜薄膜，得到半成品。
S400、烘烤压平：将所述半成品依次经过290～330℃高温隧道炉烘烤处理10s～300s，再进入温度为200～260℃、压力为5MPa～20MPa的低温热压盘压平处理30s～180s，得到柔性覆铜板成品。
具体地，放卷第二上表面保护膜贴附于所述半成品的上表面以及放卷第二下表面保护膜贴附于所述半成品的下表面，并将所 述第二上表面保护膜、第二下表面保护膜以及半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温加热盘压平处理，得到中间覆铜板。
以烘道温度、加热辊辊速、加热辊的辊温、在高温隧道炉中烘烤的温度、高温隧道炉中的烘烤时间、低温热压盘的压平温度、低温热压盘的压平压力以及低温热压盘的压平时间作为变量，以液晶聚合物薄膜的薄膜熔点为310Tm/℃、薄膜厚度为100μm、铜箔类型为ED和厚度为12μm以及铜箔表面粗糙度为0.8作为定量，具体试验数据如下表一所示：
表一
Figure PCTCN2020104086-appb-000001
Figure PCTCN2020104086-appb-000002
由上表1所示，实施例1-9所述的柔性覆铜板的剥离强度均≥0.66N/mm，厚度均匀性均≥0.8％，外观平整度均为良，对比组为不经过低温热压盘压平处理的覆铜板，其外观平整度明显为不良，这也进一步证明了本发明的柔性覆铜板制造方法在外观方面有很大的提升。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种柔性覆铜板制造方法，其特征在于，包括：
    烘道预热：提供液晶聚合物薄膜，并将所述液晶聚合物薄膜送入烘道预加热，得到预加热薄膜；
    热压成型：放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，将所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到覆铜薄膜；
    切割半成品：使用切割设备切割所述覆铜薄膜，得到半成品；
    烘烤压平：将所述半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温热压盘压平处理，得到柔性覆铜板成品。
  2. 根据权利要求1所述的柔性覆铜板制造方法，其特征在于，所述热压成型过程中，还包括：
    放卷第一保护膜贴附于所述预加热薄膜上，将所述第一保护膜、所述铜箔与所述预加热薄膜同时送入加热辊中热压成型，得到中间热压薄膜；
    将所述中间热压薄膜移出加热辊，并回收第一保护膜，以得到所述覆铜薄膜。
  3. 根据权利要求2所述的柔性覆铜板制造方法，其特征在于，所述放卷第一保护膜贴附于所述预加热薄膜上，包括：
    放卷第一上表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷第一下表面保护膜贴附于所述预加热薄膜的下表面。
  4. 根据权利要求3所述的柔性覆铜板制造方法，其特征在于，所述放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，包括：
    放卷上表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的上表面，其中所述上表面铜箔贴附于所述第一上表面保护膜与所述预加热薄膜的上表面之间。
  5. 根据权利要求3所述的柔性覆铜板制造方法，其特征在于，所述放卷铜箔贴附于所述预加热薄膜上，包括：
    放卷上表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的上表面以及放卷下表面铜箔贴附于所述预加热薄膜的下表面，其中所述上表面铜箔贴附于所述第一上表面保护膜与所述预加热薄膜的上表面之间，所述下表面铜箔贴附于所述第一下表面保护膜与所述预加热薄膜的下表面之间。
  6. 根据权利要求1所述的柔性覆铜板制造方法，其特征在于，所述烘烤压平过程中，还包括：
    放卷第二保护膜贴附于所述半成品上，将所述第二保护膜以及半成品依次经过高温隧道炉烘烤处理以及低温加热盘压平处理，得到中间覆铜板；
    回收所述第二保护膜，得到柔性覆铜板成品。
  7. 根据权利要求6所述的柔性覆铜板制造方法，其特征在于，所述放卷第二保护膜贴附于所述半成品上，包括：
    放卷第二上表面保护膜贴附于所述半成品的上表面以及放卷第二下表面保护膜贴附于所述半成品的下表面。
  8. 一种柔性覆铜板制造设备，其特征在于，包括：
    第一送卷辊，用于输出液晶聚合物薄膜；
    第二送卷辊，用于输出铜箔；
    烘道，设于所述第一送卷辊与所述第二送卷辊之间，用于加热所述液晶聚合物薄膜；
    加热辊，设于所述第二送卷辊之后，用于热压所述液晶聚合物薄膜与所述铜箔；
    切割装置，设于所述加热辊之后，用于切割所述加热辊输出的半成品；
    高温隧道炉，设于所述切割装置之后，用于烘烤处理所述半成品；
    低温热压盘，设于所述高温隧道炉之后，用于压平处理所述半成品得到柔性覆铜板成品。
  9. 根据权利要求8所述的柔性覆铜板制造设备，其特征在于，该设备还包括：
    第三送卷辊，用于输出第一保护膜；
    第一收卷辊，与所述第三送卷辊对称设于所述加热辊两端，用于回收所述第一保护膜；
    第四送卷辊，设于所述切割装置与所述高温隧道炉之间，用于输出第二保护膜；
    第二收卷辊，设于所述低温热压盘之后，用于回收第二保护膜。
  10. 根据权利要求8所述的柔性覆铜板制造设备，其特征在于，所述加热辊的辊间距＝液晶聚合物薄膜+铜箔厚度- (10～100μm)。
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