一种高频双面柔性覆铜板及其制备方法

技术领域

本发明涉及B32B15/20领域，具体地，涉及电子材料领域，更具体地，本发明涉及一种高频双面柔性覆铜板及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子信息技术的飞速发展，消费类电子产品向高频高速化发展需求越来越显著。传统的柔性印刷电路板的(FPCB)使用的普通PI膜和环氧胶粘结剂在10GHz频率下的介电常数(Dk)为3.4～3.8，介电损耗(Df)为0.01～0.025不能满足5～10GHz频率下信号传输过程的插损要求。

柔性覆铜板(FCCL)是生产柔性印刷电路板的(FPCB)的基本材料，具有轻、薄、柔软及可挠曲的优点。目前主流的聚酰亚胺双面柔性覆铜板生产方法是采用高温滚轮压机将聚酰亚胺膜与铜箔经过线接触的瞬间高温达到热塑性聚酰亚胺Tg温度以上进行压合，使铜箔与聚酰亚胺黏合；但由于高温滚轮压机高温作业后立即降温，使得生产的聚酰亚胺双面柔性覆铜板压合产生内应力无法释放，进而影响聚酰亚胺双面柔性覆铜板的尺寸安定性，影响FPCB加工对位的操作难度，影响印刷电路板产品的稳定性和良品率。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种高频双面柔性覆铜板，包括依次接触的铜箔层、低介电热塑性聚酰亚胺层、热固性聚酰亚胺层、低介电热塑性聚酰亚胺层、铜箔层。

在一种实施方式中，所述铜箔层的Rz≤1.5um。

在一种实施方式中，所述低介电热塑性聚酰亚胺层的制备原料包括低介电热塑性聚酰亚胺前聚体和LCP粉，其重量比为(70～95)：(30～5)。

优选的，所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体在25℃的粘度为30000-50000cPs。进一步优选的，所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体的固含量为20-25wt％。

优选的，所述LCP粉的粒径为1-10μm，进一步优选为2-5μm。

在一种实施方式中，所述低介电热塑性聚酰胺层的厚度为4～6μm，热固性聚酰亚胺层的厚度为12～90μm。

本发明第二个方面提供了一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，包括下面步骤：

S1，制备低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液；

S2，将所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液涂覆于热固性聚酰亚胺膜的上下两面，烘干后经过在线连续亚胺化得到低介电聚酰亚胺复合绝缘膜，且所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜结构上下表面的低介电热塑性聚酰亚胺层的厚度相同；

S3，将所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜上下两面与高频铜箔压合，即得。

在一种实施方式中，所述高频双面柔性覆铜板的制备方法，包括下面步骤：

S1，制备低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液；

S2，将所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液涂覆于热固性聚酰亚胺膜的上下两面，于150～180℃烘干，然后经过在线连续亚胺化得到低介电聚酰亚胺复合绝缘膜，且所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜结构上下表面的低介电热塑性聚酰亚胺层的厚度相同；

S3，将所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜上下两面与高频铜箔经连续式等均压高温双钢带压机压合，即得。

在一种实施方式中，所述亚胺化过程是经过在线连续环化机以卷对卷的方式进行，且亚胺化区由n个温度段区域组成，其温度范围为50-400℃，n≥1。

优选的，所述在线连续环化机的线速为0.5-6.0m/min。

在一种实施方式中，所述压合过程为连续式等均压高温双钢带压机以“面压”的方式进行。

优选的，压合区由升温区和降温区组成，其压合温度范围为150～380℃。

优选的，所述连续式等均压高温双钢带压机的压力为20～80bar，速度为0.8～6.0m/min。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明开发的高频低介电聚酰亚胺双面柔性覆铜板在10GHz频率下的介电常数(Dk)为3.2～3.4，介电损耗(Df)为0.003～0.004，可满足5～10GHz频率段柔性印刷电路板的(FPCB)信号传输过程的插损要求，尺寸稳定性高。

(2)本发明采用在线连续环化方法对改质热塑性膜料进行亚胺化处理，不仅能够避免低介电绝缘膜在卷装过程中粘连情况的发生，且涂布后即可进行亚胺化处理，减少了对涂布收卷长度的限制，提高了生产效率；

(3)本发明采用改质热塑性聚酰亚胺树脂作为热固性聚酰亚胺与铜箔之间的粘结剂，不仅具有更低的介电损耗和介电常数，且本发明申请的连续式等均压高温压合制备方法除了可进行连续压合外，还具有升温段和降温段，能够有效释放压合过程中所产生的内应力，相较于传统的五轴压合法所生产的双面柔性覆铜板外观更好、尺寸安定性更高，进而降低了FPCB加工对位的操作难度，提高了印刷电路板产品的良品率。

附图说明

图1为本发明高频双面柔性覆铜板的结构示意图；

其中，1-热固性聚酰亚胺层、2-低介电热塑性聚酰亚胺层、3-铜箔层。

具体实施方式

以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。

本发明实施例中的铜箔牌号为日矿JXEFL-BHM，厚度1/3oz，类型为高频电解铜，基重100g/cm

本发明实施例中的连续式等均压高温双钢带压机为德国双钢带压合设备，牌号为E166-42“Alice”。

本发明实施例中的亚胺化设备为柔性覆铜板自动连续环化设备，牌号为Fl-cyc-03。

本发明实施例中的LCP粉粒径2～5um。

本发明对比例中1的五轴压机为韩国压合设备，牌号为SHL-075。

本申请中低介电热塑性聚酰亚胺前聚体由含醚基、酯基、双酚A、苯环官能基的二胺和二酐单体聚合，具体种类的选择可作常规选择。

实施例1

该高频双面柔性覆铜板的制备方法如下：

S1，制备低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液，所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液由低介电热塑性聚酰亚胺前聚体(固含量22wt％，25℃黏度30000～50000cps,)与LCP粉组成，且所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体和LCP粉的质量比为90：10。

S2，将所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液涂覆于12.5μm改质热固性聚酰亚胺MPI(牌号SKC FG050)膜的上下两面，于150～180℃干燥，然后经过在线连续亚胺化得到低介电聚酰亚胺复合绝缘膜，且所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜结构中低介电热塑性聚酰亚胺层的厚度均为5～6μm；

S3，将所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜上下两面与高频铜箔经连续式等均压高温双钢带压机压合，制得高频双面柔性覆铜板。

所述亚胺化过程是经过在线连续环化机以卷对卷的方式进行，且亚胺化区由升温段、高温段和降温段这几个区域组成，其温度范围为80-370℃，其中要在300～370℃温度范围保持5min的环化反应。

所述压合过程为连续式等均压高温双钢带压机以“面压”的方式进行，且压合区由升温区和降温区组成，其压合温度范围为150～380℃，所述连续式等均压高温双钢带压机的压力为40bar、速度为3.0m/min。

实施例2

一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，其与实施例1的区别在于，S1中所制备的低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液中，所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体和LCP粉的质量比为70：30，其他制备方法与实施例1相同。

实施例3

一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，其与实施例2的区别在于，S2中是将所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液涂覆于12.5μm热固性聚酰亚胺PI膜(牌号杜邦ENS)的上下两面，于150～180℃烘干，然后经过在线连续亚胺化得到低介电聚酰亚胺复合绝缘膜，且所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜结构中低介电热塑性聚酰亚胺层的厚度均为5～6μm，其他制备方法与实施例2相同。

实施例4

一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，其与实施例1的区别在于，S2中是将所述低介电热塑性聚酰亚胺前聚体胶液涂覆于90μm低介电热固性聚酰亚胺MPI膜(牌号SKCFG360)的上下两面，于160℃烘干后，经过在线连续亚胺化得到低介电聚酰亚胺复合绝缘膜，且所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜结构中低介电热塑性聚酰亚胺层的厚度均为5～6μm，其他制备方法与实施例1相同。

实施例5

一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，其与实施例1的区别在于，所述压合过程为连续式等均压高温双钢带压机以“面压”的方式进行，且压合区由升温区和降温区组成，其压合温度范围为150～380℃，所述连续式等均压高温双钢带压机的压力为70bar、速度为3.5m/min，其他制备方法与实施例1相同。

对比例1

一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，其与实施例1的区别在于，S3中是将所述低介电聚酰亚胺复合绝缘膜上下两面与高频铜箔经五轴压合机压合，制得高频双面柔性覆铜板，其他制备方法与实施例1相同。

对比例2

一种高频双面柔性覆铜板的制备方法，其与实施例1的区别在于，S1中是将未添加LCP粉的热塑性聚酰亚胺前聚体胶液涂覆于低介电热固性聚酰亚胺MPI(牌号SKC FG050)膜的上下两面，其他制备方法与实施例1相同。

对实施例1-4和对比例1～2制备的柔性覆铜板进行性能测试。

测试方法：

根据IPC-TM-650、JIS C6471、SPDR规定的测试方法进行剥离强度、介电常数(Dk)、介电损耗(Df)、抗拉强度和尺寸稳定性等性能测试。

测试结果如表1所示。

表1柔性覆铜板性能结果

根据表1可以看出，对比例1中使用传统的五轴压合法将低介电聚酰亚胺复合绝缘膜与高频铜箔压合，其制备的双面柔性覆铜板与实施例相比，尺寸稳定明显下降；而对比例2中使用的热塑性聚酰亚胺由于未经改质，虽然剥离强度较优，但介电常数、介电损耗较大，无法满足实际使用的需求。而本发明实施例制备的低介电双面柔性覆铜板其介电常数、介电损耗更低，尺寸稳定性更高，同时还保证了覆铜板的力学性能，具有良好的应用前景。