TWI604954B - 複合基板 - Google Patents

Description

複合基板

本發明是有關一種複合基板，特別是有關一種以氟系聚合物作為介電層之複合基板。

近年來，電子產品在輕薄短小及行動化的潮流趨勢下，薄型化、構裝密集化、高速化、高導熱、觸控及節能均是行動電子產品的需求。隨著智慧型手機、平板電腦以及筆電的普及化，印刷電路板之配線必須朝高密度化發展。其中，更需降低印刷電路板中介電層之介電常數與介電損失，以提升電子訊號的傳輸速率，並同時保持訊號的完整度。

其中，氟系聚合物因具有較低的介電常數、較少的介質耗損、並適用於頻率高於10GHz的產品，而廣泛應用於印刷電路板中的介電層。然而，氟系聚合物本身的分子惰性使其親和性差，難以與金屬材料達到穩定結合，進而降低印刷電路板之良率與效率。因此，業界急需開發一種以氟系聚合物作為介電層之複合基板，以解決上述之問題。

本發明之一態樣係提供一種複合基板，包含一金 屬層、一接著膠層以及一氟系聚合物層。氟系聚合物層藉由接著膠層黏合至金屬層，並包含一表面孔洞區，其包含複數個孔洞，此些孔洞至少部分填滿一接著膠並接觸接著膠層。

根據本發明一或多個實施方式，金屬層之材質包含銅、鋁、鐵、銀、鈀、鎳、鉻、鉬、鎢、鋅、鉻、錳、鈷、金、錫、鉛不鏽鋼、或其組合。

根據本發明一或多個實施方式，金屬層之厚度為5微米至70微米。

根據本發明一或多個實施方式，接著膠層之材質包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂、聚醯亞胺樹脂，或其組合。

根據本發明一或多個實施方式，接著層之厚度為5微米至50微米。

根據本發明一或多個實施方式，氟系聚合物層之材質包含聚四氟乙烯、四氟乙烯與乙烯之共聚物、四氟乙烯與六氟丙烯之共聚物、或其組合。

根據本發明一或多個實施方式，氟系聚合物層之厚度為5微米至200微米。

根據本發明一或多個實施方式，表面孔洞區之厚度與氟系聚合物層之厚度之間的比值大於0.05。

根據本發明一或多個實施方式，表面孔洞區之厚度與氟系聚合物層之厚度之間的比值介於0.05至0.8之間。

根據本發明一或多個實施方式，氟系聚合物層更包含一內部孔洞區，而表面孔洞區位於內部孔洞區與接著膠層之間。

100‧‧‧複合基板

110‧‧‧氟系聚合物層

112‧‧‧表面孔洞區

114‧‧‧內部孔洞區

120‧‧‧接著膠層

130‧‧‧金屬層

200‧‧‧複合基板

201‧‧‧第一表面

202‧‧‧第二表面

210‧‧‧氟系聚合物層

212‧‧‧第一表面孔洞區

214‧‧‧第二表面孔洞區

216‧‧‧內部孔洞區

220‧‧‧第一接著層

230‧‧‧第一金屬層

240‧‧‧第二接著層

250‧‧‧第二金屬層

300‧‧‧複合基板

301‧‧‧接觸面

310‧‧‧氟系聚合物層

312‧‧‧表面孔洞區

314‧‧‧內部孔洞區

320‧‧‧接著膠層

330‧‧‧金屬層

T1‧‧‧厚度

T2‧‧‧厚度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖繪示本發明之部分實施方式中一種複合基板的示意圖；第2圖繪示本發明之其他部分實施方式中一種複合基板的示意圖；第3圖繪示本發明之其他部分實施方式中一種複合基板的示意圖；第4A-4C圖繪示第1圖之複合基板，在製程各個階段的剖面圖；以及第5A-5B圖繪示第1圖之複合基板，在製程各個階段的剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在 圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

當一個元件被稱為『在…上』時，它可泛指該元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在於兩者之中。相反地，當一個元件被稱為『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在於兩者之中間。如本文所用，詞彙『與/或』包含了列出的關聯項目中的一個或多個的任何組合。

在本文中，使用第一、第二與第三等等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在下文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本發明的本意。

請先參閱第1圖，第1圖繪示本發明之部分實施方式中一種複合基板的示意圖。一複合基板100包含一氟系聚合物層110、一接著膠層120以及一金屬層130。接著膠層120位於氟系聚合物層110與金屬層130之間，使氟系聚合物層110藉由接著膠層120黏合至金屬層130。

在本發明之部分實施例中，金屬層130之厚度為5微米至70微米，且其材質包含銅、鋁、鐵、銀、鈀、鎳、鉻、鉬、鎢、鋅、鉻、錳、鈷、金、錫、鉛不鏽鋼、或其組合。在本發明之其他部分實施例中，氟系聚合物層110之厚度T1為5微米至200微米，且其材質包含包含聚四氟乙烯、四氟乙烯與乙烯之共聚物、四氟乙烯與六氟丙烯之共聚物、 或其組合。

氟系聚合物層110具有一表面孔洞區112以及一內部孔洞區114，其中表面孔洞區112位於內部孔洞區114與接著膠層120之間。如第1圖的局部放大圖所示，氟系聚合物層110內部具有複數個的孔洞，而接著膠會滲透入此些孔洞中，以形成接觸接著膠層120的表面孔洞區112。更清楚的說，在固化接著膠層120前，部分的接著膠將會流入與此接著膠層120接觸的氟系聚合物層110之表面孔洞區112中，並至少部分填滿此表面孔洞區112中的孔洞。藉此，可提升氟系聚合物層110與接著膠層120之間的接著強度，使兩者之間達成緊密結合，也更進一步提升金屬層130與氟系聚合物層110之接著強度。另一方面，氟系聚合物層110中未被接著膠填滿處則形成內部孔洞區114。

在本發明之部分實施例中，表面孔洞區之厚度T2與氟系聚合物層110之厚度T1之間的比值大於0.05。值得注意的是，選用的接著膠之介電常數約略大於氟系聚合物層110之介電常數，但不以此為限。亦可選用任何合適的接著膠以接著氟系聚合物層110與金屬層130。在本發明之其他部分實施例中，表面孔洞區112之厚度T2與氟系聚合物層110之厚度T1之間的比值介於0.05至0.8之間，以提升氟系聚合物層110與接著膠層120之間的接著強度，並使氟系聚合物層110維持於較低的介電常數，而不影響複合基板100之運作。

在本發明之部分實施例中，接著膠層120之厚 度為5微米至50微米，且其材質包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂、聚醯亞胺樹脂，或其組合。

請接著參閱第2圖，第2圖繪示本發明之其他部分實施方式中一種複合基板的示意圖。一複合基板200包含一氟系聚合物層210、一第一接著膠層220、一第一金屬層230、一第二接著膠層240以及一第二金屬層250。氟系聚合物層210具有相對的第一表面201與第二表面202，第一接著膠層220與第一金屬層230位於第一表面201上，且第一接著膠層220位於氟系聚合物層210與第一金屬層230之間，使氟系聚合物層210藉由第一接著膠層220黏合至第一金屬層230。另一方面，第二接著膠層240與第二金屬層250位於第二表面202下，且第二接著膠層240位於氟系聚合物層210與第二金屬層250之間，使氟系聚合物層210藉由第二接著膠層240黏合至第二金屬層250。

氟系聚合物層210具有第一表面孔洞區212、第二表面孔洞區214以及一內部孔洞區216，其中第一表面孔洞區212位於內部孔洞區216與第一接著膠層220之間，而第二表面孔洞區214位於內部孔洞區216與第二接著膠層240之間。第一表面孔洞區212與第二表面孔洞區214包含複數個孔洞，且此些孔洞至少部分填滿接著膠，並分別接觸第一接著膠層220與第二接著膠層240。在固化第一接著膠層220與第二接著膠層240前，部分的接著膠將會流入與第 一接著膠層220與第二接著膠層240接觸之第一表面孔洞區212與第二表面孔洞區214中，並填滿此些孔洞。藉此，能提升氟系聚合物層210跟第一金屬層230與第二金屬層250之間的接著強度，以達成緊密結合，進而增加複合基板200的穩定度。另一方面，氟系聚合物層210中未被接著膠填滿處則形成內部孔洞區216。

請繼續參閱第3圖，第3圖繪示本發明之其他部分實施方式中一種複合基板的示意圖。一複合基板300包含一氟系聚合物層310、一接著膠層320以及一金屬層330。接著膠層320位於氟系聚合物層310與金屬層330之間，使氟系聚合物層310藉由接著膠層320黏合至金屬層330。第3圖之複合基板300與第1圖之複合基板100之間的差別在於，接著膠層320與氟系聚合物層310之間的接觸面301為一粗糙化表面。此粗糙化表面增加了接著膠層320與氟系聚合物層310之間的接觸面積，並提升兩者間的接著強度。

此外，氟系聚合物層310同樣具有一表面孔洞區312以及一內部孔洞區314，其中表面孔洞區312位於內部孔洞區314與接著膠層320之間。且表面孔洞區312包含複數個孔洞，其中至少部分填滿接著膠，並接觸接著膠層320。在固化接著膠層320前，部分的接著膠將會流入與此接著膠層320接觸的氟系聚合物層310之表面孔洞區312中，並填滿此表面孔洞區312的空隙。藉由粗糙化表面以及氟系聚合物層310中的接著膠，氟系聚合物層310與金屬層330之間接著強度能大幅提升，更增加複合基板300的穩定 度。另一方面，氟系聚合物層310中未被接著膠填滿處則形成內部孔洞區314。

請繼續參閱第4A-4C圖以進一步理解本發明之精神。第4A-4C圖繪示第1圖之複合基板，在製程各個階段的剖面圖。請先參閱第4A圖，提供氟系聚合物層110。接著進行第4B圖之步驟，塗佈接著膠層120至氟系聚合物層110上，可使用任何合適的塗佈方式，而不影響本發明之精神。

最後進行第4C圖之步驟，接合金屬層130與氟系聚合物層110。在此步驟中，先將金屬層130置放於接著膠層120上，並進行壓合製程以使接著膠層120中未固化的接著膠滲透入氟系聚合物層110的表面孔洞區112中，而氟系聚合物層110中未被接著膠填滿處則形成內部孔洞區114。最後，再置入烘箱中烘烤以以固化接著膠層120，以完成複合基板100的製備。但本發明不以此為限，依據接著膠材質的不同，亦可先固化接著膠層120，再進行壓合製程使部分的接著膠滲透入氟系聚合物層110的表面孔洞區112中。

在本發明之部分實施例中，係以捲撓式製程(roll-to-roll process)進行壓合，其中壓合的壓力值大於3KN/cm，較佳為8至20KN/cm。在本發明之其他部分實施例中，係以片狀製程進行壓合，其中壓合的壓力值大於3Kg/cm²，較佳為80至200Kg/cm²。在本發明之其他部分實施例中，烘烤的溫度大於50℃，較佳為200至380℃。

接著請參閱第5A-5B圖以進一步理解本發明之精 神。第5A-5B圖繪示第1圖之複合基板，在製程各個階段的剖面圖。請先參閱第5A圖，提供金屬層130，並塗佈接著膠層120至金屬層130下，可使用任何合適的塗佈方式，而不影響本發明之精神。

最後進行第5B圖之步驟，接合金屬層130與氟系聚合物層110。在此步驟中，先將氟系聚合物層110置放於接著膠層120下，並進行壓合製程以使接著膠層120中未固化的接著膠滲透入氟系聚合物層110的表面孔洞區112中，而氟系聚合物層110中未被接著膠填滿處則形成內部孔洞區114。最後，再置入烘箱中烘烤以以固化接著膠層120，而完成複合基板100的製備。但本發明不以此為限，依據接著膠材質的不同，亦可先固化接著膠層120，再進行壓合製程使部分的接著膠滲透入氟系聚合物層110的表面孔洞區112中。

在本發明之部分實施例中，係以捲撓式製程(roll-to-roll process)進行壓合，其中壓合的壓力值大於3KN/cm，較佳為8至20KN/cm。在本發明之其他部分實施例中，係以片狀製程進行壓合，其中壓合的壓力值大於3Kg/cm²，較佳為80至200Kg/cm²。在本發明之其他部分實施例中，烘烤的溫度大於50℃，較佳為200至380℃。

由上述本發明實施例可知，本發明具有下列優點。本發明藉由氟系聚合物層的多孔洞性質，讓接著膠層中未固化的接著膠滲透入此些孔洞中，而提升氟系聚合物層與接著膠層之間的接著強度。此外，金屬層更能藉由此接著膠 層與氟系聚合物層接合，以形成穩定的複合基板。再者，更可對氟系聚合物層與接著膠層之間的接觸面進行粗糙化處理，以增加兩者間的接觸面積。藉此，可更進一步提升氟系聚合物層與金屬層之間的接著強度，而形成更穩定的複合基板。總結上述數點，本發明提供一種以氟系聚合物作為介電層之複合基板，以解決氟系聚合物層難以與金屬材料達到穩定結合之問題。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧複合基板

110‧‧‧氟系聚合物層

112‧‧‧表面孔洞區

114‧‧‧內部孔洞區

120‧‧‧接著膠層

130‧‧‧金屬層

T1‧‧‧厚度

T2‧‧‧厚度

Claims (9)

1. 一種複合基板，包含：一金屬層；一接著膠層；以及一氟系聚合物層直接接觸該接著膠層，藉由該接著膠層黏合至該金屬層，其中，該氟系聚合物層包含：一內部孔洞區；以及一表面孔洞區位於該內部孔洞區與該接著膠層之間並且該錶面孔洞區包含複數個孔洞，該複數個孔洞至少部分填滿來自於接著膠層之一接著膠以接觸該接著膠層。
2. 如請求項1所述之複合基板，其中該金屬層之材質包含銅、鋁、鐵、銀、鈀、鎳、鉻、鉬、鎢、鋅、鉻、錳、鈷、金、錫、鉛不鏽鋼、或其組合。
3. 如請求項1所述之複合基板，其中該金屬層之厚度為5微米至70微米。
4. 如請求項1所述之複合基板，其中該接著膠層之材質包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂、聚醯亞胺樹脂，或其組合。
5. 如請求項1所述之複合基板，其中該接著 層之厚度為5微米至50微米。
6. 如請求項1所述之複合基板，其中該氟系聚合物層之材質包含聚四氟乙烯、四氟乙烯與乙烯之共聚物、四氟乙烯與六氟丙烯之共聚物、或其組合。
7. 如請求項1所述之複合基板，其中該氟系聚合物層之厚度為5微米至200微米。
8. 如請求項1所述之複合基板，其中該表面孔洞區之厚度與該氟系聚合物層之厚度之間的比值大於0.05。
9. 如請求項8所述之複合基板，其中該表面孔洞區之厚度與該氟系聚合物層之厚度之間的比值介於0.05至0.8之間。