CN204674123U - 一种双层介质无胶挠性覆铜板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔、第二铜箔以及第一铜箔与第二铜箔之间的绝缘层组成，所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层和聚酰亚胺结构膜。本实用新型与现有技术的覆铜板相比具有厚度小，制备工艺简单，加工成本低，尺寸安定性和耐高温性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双面挠性覆铜板，尤其涉及一种具有双层介质无胶挠性覆铜板。
背景技术
挠性覆铜板（Flexible Copper Clad Laminate,缩写FCCL）是指在绝缘基材（聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜或聚萘酯薄膜等）上覆以铜箔而成的一种可以反复弯曲的薄片状复合材料，用其制成的挠性印刷电路板（FPCB），可满足电子设备轻、薄、短、小化要求，主要用途如下：计算机***设备和显示器、飞机仪表、导航定位装置、石油勘探设备、导弹寻踪仪器、人造卫星、航天飞机和太空飞船、警用无线电报话机、便携式摄像机及数字照相机、医疗电子产品、线路板汇流线母线。
传统挠性覆铜板按制造工艺和产品结构分类，可分为三层法挠性覆铜板（3-Layer FCCL，又称为有胶挠性覆铜板）和二层法挠性覆铜板（2-Layer FCCL，又称为无胶挠性覆铜板）。
三层法挠性覆铜板由铜箔层、胶粘剂层（环氧胶粘剂、丙烯酸酯胶粘剂或聚酯胶粘剂等）和绝缘基膜层(结构膜)组成，绝缘基膜与铜箔通过胶粘剂粘接起来。三层型挠性覆铜板的胶粘剂直接与铜箔接触，铜箔蚀刻后胶粘剂将直接暴露在空气中，因而胶粘剂的耐热性、耐热老化性、阻燃性和耐化学性等都将直接影响板材的耐热性、耐热老化性、阻燃性和耐化学性等性能。因此，三层型挠性覆铜板对胶粘剂的性能要求很高，不仅要求具有高的柔韧性，而且还要求具有高的耐热性、阻燃性及耐化学等。
二层法挠性覆铜板由铜箔层与聚酰亚胺绝缘介质层组成，因其采用力学性能、电性能及耐热性均十分优良的聚酰亚胺材料作为介质层而在近年取得了快速发展。目前可用于FCCL生产的聚酰亚胺主要有交联型聚酰亚胺（又称热固性聚酰亚胺）、线型聚酰亚胺(主要包括热塑性聚酰亚胺)和聚酰亚胺结构膜等。 热固性聚酰亚胺是不熔不溶的高分子聚合物，具有良好的力学性能、电性能及耐热性，可以使挠性覆铜板具有良好的尺寸稳定性，并具有高耐热性，但其与铜箔的剥离强度较低，难以单独使用，其脆性大，无法满足下游FPC加工工艺对FCCL柔性的要求；热塑性聚酰亚胺与热固性聚酰亚胺相比，一般可熔，柔性大，在覆铜板加工中，可作胶粘剂使用，同时能赋予覆铜板柔性，但其膨胀系数高，制成的覆铜板尺寸稳定性收缩率过大；而聚酰亚胺（PI）结构膜在具备热固聚酰亚胺良好的力学性能、电性能及耐热性能的同时，由于其玻璃化温度高，熔点高于其分解温度，加热不熔融，同时具有很好的柔性，尺寸安定性和耐高温性好，用于FCCL在下游加工过程中尺寸安定性好。目前市场以聚酰亚胺作为绝缘介质层的无胶产品主要有以日本钟渊化学株式会社及日本新日铁化学株式会社为代表厂家的铜箔（Cu）/热塑性聚酰亚胺（TPI）/ 热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺（TPI）/铜箔（Cu）结构和以台湾地区台虹公司（CN201114989Y）、台湾新扬公司（CN 1929716A）为代表的（Cu）/ 热固性PI树脂层/热塑性PI树脂层/热固性PI树脂层/铜箔（Cu）结构。第一种结构绝缘介质层为热塑性聚酰亚胺（TPI）/ 热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺（TPI），该结构两侧两层的热塑性聚酰亚胺与铜箔相邻设置，TPI的膨胀系数大，采用两层TPI结构，在加工过程易出现分层爆板，下游加工时产品尺寸安定性低等的问题；第二种结构绝缘介质层为热固性聚酰亚胺/热塑性聚酰亚胺（TPI）/ 热固性聚酰亚胺，其热固性聚酰亚胺层的厚度一般在12微米以上，且有双层固性聚酰亚胺，热固性聚酰亚胺层越厚，板材制造难度越大，热固性聚酰亚胺厚度超过20微米时，板材在涂布及亚胺化过程中容易产生气泡及卷曲。上述两种无胶挠性覆铜板其结构实质为5层结构，厚度大，工艺复杂，制造难度大，成本高。
国家知识产权局于2013年1月2日公开了一种公开号为CN102848642A，名称为“二层法双面挠性覆铜板及其制作方法”的发明专利，该发明公开了一种二层法双面挠性覆铜板包括：第一铜箔、第二铜箔、及设于该第一、第二铜箔之间的绝缘层，所述绝缘层包括第一热固性聚酰亚胺树脂层与第二热固性聚酰亚胺树脂层。该发明的介质层为两层，对比传统无胶挠性覆铜板虽然减少了一层结构，但热固性聚酰亚胺的脆性大，这样制得的覆铜板几乎失去柔性，在下游FPC加工过程中，不能满足下游FPC加工工艺对FCCL柔性的要求，实用性不大。
国家知识产权局于2015年2月4日公开了一种公开号为CN104325774A，名称为“一种二层无胶型双面挠性覆铜板的制备方法”的发明专利，该发明公开了一种“二层无胶型双面挠性覆铜板由热固性聚酰亚胺层、热塑性聚酰亚胺层以及两层铜箔组成。”该发明的介质层为两层，对比传统无胶挠性覆铜板虽然减少了一层结构，在专利权利书制备方法中，“在热塑性聚酰亚胺层的上覆盖顶层铜箔，在350 ℃，40Mpa的条件下，层压10 min，得到二层无胶型双面挠性覆铜板”。 本发明所采用材料和工艺，其压合温度高达350 ℃，对设备要求高，能耗高，不利于工业化实施。
目前可用于FCCL生产的聚酰亚胺主要有交联型聚酰亚胺（又称热固性聚酰亚胺）、线型聚酰亚胺(主要包括热塑性聚酰亚胺)和聚酰亚胺结构膜等。热固性聚酰亚胺是不熔不溶的高分子聚合物，具有良好的力学性能、电性能及耐热性，可以使挠性覆铜板具有良好的尺寸稳定性，并具有高耐热性，但其与铜箔的剥离强度较低，难以单独使用，其脆性大，无法满足下游FPC加工工艺对FCCL柔性的要求；热塑性聚酰亚胺与热固性聚酰亚胺相比，一般可熔，柔性大，在覆铜板加工中，可作胶粘剂使用，同时能赋予覆铜板柔性，但其膨胀系数高，制成的覆铜板尺寸稳定性收缩率过大；而聚酰亚胺（PI）结构膜在具备热固聚酰亚胺良好的力学性能、电性能及耐热性能的同时，由于其玻璃化温度高，熔点高于其分解温度，加热不熔融，同时又具有很好的柔性，尺寸安定性和耐高温性好，用于FCCL在下游加工过程中尺寸安定性好。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种双层介质无胶挠性覆铜板，能够克服现有技术中，铜箔之间的介质为两层热固性聚酰亚胺时，无胶挠性覆铜板脆性的问题，以及介质层为PI /TPI胶/PI和TPI胶/PI /TPI胶时，覆铜板应用范围不够广，加工温度高，成本高的问题。本实用新型的绕性覆铜板具有综合性能优异，加工成本低，更薄，能够实现薄型化电子产品的需要，从而扩大产品应用领域的优点。
为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：
一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔、第二铜箔以及第一铜箔与第二铜箔之间的绝缘层组成，其特征在于：所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层和聚酰亚胺结构膜。
为了更好地实现本实用新型，所述的第一铜箔、第二铜箔的厚度为7～70μm，进一步优选为12～35μm。
所述的热塑性聚酰亚胺层通过涂布法生产，其厚度为1～30μm，进一步优选为3～7μm。
所述的聚酰亚胺结构膜由聚酰胺酸通过涂布法生产的，涂布在铜箔表面后，于低温下酰亚胺化而成，其厚度为5～25μm。
所述的第一铜箔、第二铜箔为电解铜箔或压延铜箔。
进一步优选，所述的第一铜箔、第二铜箔为电解铜箔，用于本发明的覆铜板中，电解铜箔的导电性好，且由于电解铜箔表面具有铜牙，不光滑，故其粘接性好，剥离强度高。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型的挠性覆铜板由不同材料组成，分别是铜箔层、热塑性聚酰亚胺层、聚酰亚胺结构膜，热塑性聚酰亚胺层在本实用新型中做粘胶剂，其柔性好，玻璃化温度低，与传统的胶粘剂如环氧树脂相比，避免了蚀刻后，粘胶层暴露在空气中，影响板材的耐热性、阻燃性及耐化学性；聚酰亚胺结构膜在本实用新型中做结构层，由于热塑性聚酰亚胺虽然柔性好，但其尺寸安定性和耐温性不好，而聚酰亚胺结构膜具有较高的玻璃化温度，能够有效提高后期加工的尺寸安定性和耐高温性；本实用新型的挠性覆铜板介质层中热塑性聚酰亚胺层置于聚酰亚胺结构膜和第二铜箔之间，与结构为铜箔/PI/TPI/PI/铜箔的覆铜板相比，减少了一层PI绝缘层，使得覆铜板厚度降低，简化了工艺，降低了材料的成本，扩大了其使用范围；与结构为铜箔/PI/ PI/铜箔的覆铜板相比，提高了覆铜板的柔性，并且提高了绝缘层与铜箔之间的粘接性，以满足下游柔性电路板（FPC）的加工工艺，从而扩大产品的应用范围；另热塑性聚酰亚胺与聚酰亚胺结构膜为相同体系的材料，界面层融合较好，尺寸稳定，在后期的复合过程中，保证了铜箔表面平整，外观、性能佳。
2、热塑性聚酰亚胺的涂覆以及聚酰亚胺结构膜的涂覆均优选采用涂布法进行涂覆，涂布法生产与层压法、电镀法相比，具有效率高、精度控制精确、成本低的优点。
3、本实用新型优选的铜箔为电解铜箔，电解铜箔的导电性好，且由于电解铜箔表面具有铜牙，不光滑，故其粘接性，用于本实用新型的无胶挠性覆铜板中，能够增加介质层与铜箔的附着力，从而提高产品的性能稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图
其中，1-第一铜箔，2-热塑性聚酰亚胺层，3-聚酰亚胺结构膜，4-第二铜箔。
具体实施方式
本实用新型覆铜板的制备方法如下：
实施例1
一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔1、第二铜箔4以及第一铜箔1与第二铜箔4之间的绝缘层组成，其特征在于：所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层2和聚酰亚胺结构膜3。
本实施例中，第一铜箔1、第二铜箔4的厚度为7μm；热塑性聚酰亚胺层2是通过涂布法生产，其厚度为3μm；聚酰亚胺结构膜3由聚酰胺酸通过涂布法生产的，涂布在铜箔表面后，于低温下酰亚胺化而成，其厚度为5μm；第一铜箔1和第二铜箔4为电解铜箔，用于本发明的覆铜板中，电解铜箔的导电性好，且由于电解铜箔表面具有铜牙，不光滑，故其粘接性好，剥离强度高。
本实施例的覆铜板的总厚度为22μm，主要用于对厚度要求高的电子产品如手机等领域。
实施例2
一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔1、第二铜箔4以及第一铜箔1与第二铜箔4之间的绝缘层组成，其特征在于：所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层2和聚酰亚胺结构膜3。
本实施例中，第一铜箔1、第二铜箔4的厚度为12μm；热塑性聚酰亚胺层2是通过涂布法生产，其厚度为30μm；聚酰亚胺结构膜3由聚酰胺酸通过涂布法生产的，涂布在铜箔表面后，于低温下酰亚胺化而成，其厚度为10μm；第一铜箔1和第二铜箔4为压延铜箔，本实施例的覆铜板的总厚度为64μm。
实施例3
一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔1、第二铜箔4以及第一铜箔1与第二铜箔4之间的绝缘层组成，其特征在于：所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层2和聚酰亚胺结构膜3。
本实施例中，第一铜箔1、第二铜箔4的厚度为35μm；热塑性聚酰亚胺层2是通过涂布法生产，其厚度为7μm；聚酰亚胺结构膜3由聚酰胺酸通过涂布法生产的，涂布在铜箔表面后，于低温下酰亚胺化而成，其厚度为15μm；第一铜箔1和第二铜箔4为电解铜箔，用于本发明的覆铜板中，电解铜箔的导电性好，且由于电解铜箔表面具有铜牙，不光滑，故其粘接性好，剥离强度高。
本实施例的覆铜板的总厚度为92μm。
实施例4
一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔1、第二铜箔4以及第一铜箔1与第二铜箔4之间的绝缘层组成，所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层2和聚酰亚胺结构膜3。
本实施例中，第一铜箔1、第二铜箔4的厚度为70μm；热塑性聚酰亚胺层2是通过涂布法生产，其厚度为30μm；聚酰亚胺结构膜3由聚酰胺酸通过涂布法生产的，涂布在铜箔表面后，于低温下酰亚胺化而成，其厚度为25μm；第一铜箔1和第二铜箔4为电解铜箔，用于本发明的覆铜板中，电解铜箔的导电性好，且由于电解铜箔表面具有铜牙，不光滑，故其粘接性好，剥离强度高。
本实施例的覆铜板的总厚度为195μm。
实施例5
一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔1、第二铜箔4以及第一铜箔1与第二铜箔4之间的绝缘层组成，其特征在于：所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层2和聚酰亚胺结构膜3。
本实施例中，第一铜箔1、第二铜箔4的厚度为30μm；热塑性聚酰亚胺层2是通过涂布法生产，其厚度为20μm；聚酰亚胺结构膜3由聚酰胺酸通过涂布法生产的，涂布在铜箔表面后，于低温下酰亚胺化而成，其厚度为15μm；第一铜箔1和第二铜箔4为电解铜箔，用于本发明的覆铜板中，电解铜箔的导电性好，且由于电解铜箔表面具有铜牙，不光滑，故其粘接性好，剥离强度高。
本实施例的覆铜板的总厚度为95μm。
本实用新型覆铜板的制备方法如下：
（1）准备好所需的第一铜箔、第二铜箔以及热塑性聚酰亚胺、聚酰亚胺结构膜；
（2）在第二铜箔上涂覆聚酰胺酸溶液，经烘箱烘干，烘干温度为320～330℃，除去溶剂后在铜箔上形成聚酰亚胺结构膜；
（3）对步骤（2）形成的双层结构的单面板的聚酰亚胺结构膜的一面进行极化处理，处理方式有等离子、化学腐蚀、电晕等；
（4）在步骤（3）形成的单面板的聚酰亚胺结构膜的一面涂布热塑性聚酰亚胺，经烘箱烘干，烘干温度为170～200℃；
（5）将步骤（4）得到的涂覆有聚酰亚胺结构膜和热塑性聚酰亚胺层的单面板与第一铜箔对齐，通过压合机进行压合，压合温度为120～220℃，压合后冷却得到双面挠性覆铜板。
按照IPC-TM-650检测方法，实施例1～5检测结果如表1：
表1
Claims (8)
1.一种双层介质无胶挠性覆铜板，由平行设置的第一铜箔（1）、第二铜箔（4）以及第一铜箔（1）与第二铜箔（4）之间的绝缘层组成，其特征在于：所述的绝缘层包括热塑性聚酰亚胺层（2）和聚酰亚胺结构膜（3）。
2.如权利要求1所述的双层介质无胶挠性覆铜板，其特征在于：所述的第一铜箔（1）、第二铜箔（4）的厚度为7～70μm。
3.如权利要求2所述的双层介质无胶挠性覆铜板，其特征在于：所述的第一铜箔（1）、第二铜箔（4）的厚度为12～35μm。
4.如权利要求1所述的双层介质无胶挠性覆铜板，其特征在于：所述的热塑性聚酰亚胺层（2）通过涂布法生产，其厚度为1～30μm。
5.如权利要求4所述的双层介质无胶挠性覆铜板，其特征在于：所述的热塑性聚酰亚胺层（2）的厚度为3～7μm。
6.如权利要求1所述的双层介质无胶挠性覆铜板，所述的聚酰亚胺结构膜（3）由聚酰胺酸通过涂布法生产，其厚度为5～25μm。
7.如权利要求1所述的双层介质无胶挠性覆铜板，所述的第一铜箔（1）、第二铜箔（4）为电解铜箔或压延铜箔。
8.如权利要求7所述的双层介质无胶挠性覆铜板，所述的第一铜箔（1）、第二铜箔（4）为电解铜箔。
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| CN201520330948.3U CN204674123U (zh) | 2015-05-21 | 2015-05-21 | 一种双层介质无胶挠性覆铜板 |
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Cited By (2)
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