複合積層板的製作方法

2024-02-22 07:27:15

本發明是有關於一種電子產品的基板，且特別是有關於一種複合積層板。

背景技術：

新世代的電子產品趨向輕薄短小，並且需具備高頻傳輸的能力，因此電路板的配線走向高密度化，且電路板的材料選用走向更嚴謹的需求。一般而言，高頻電子元件會與電路板接合。為了維持傳輸速率及保持傳輸訊號完整性，電路板的基板材料必須兼具較低的介電常數(dielectric constant)及介電損耗(又稱損失因子，dissipation factor)，這是因為基板的訊號傳送速度與基板材料的介電常數的平方根成反比，故基板材料的介電常數通常越小越好；另一方面，由於介電損耗越小代表訊號傳遞的損失越少，故介電損耗較小的材料所能提供的傳輸品質也較為良好。

一般電路板的基板為金屬箔與碳氫樹脂層以壓合方式相結合，以提高介電常數及介電損耗值，並提升難燃性與吸溼性，金屬箔與碳氫樹脂層間的粘著力會影響其製成的電路板的特性，進而影響其電子產品的功能和可靠度。然而，目前具有良好介電性質的碳氫樹脂材料與金屬箔間的粘著力較差，導致影響其製成電子產品的功能和可靠度。

因此，開發出具有低介電常數以及低介電損耗的基板，並將其應用於高頻電路板的製造，乃是現階段相關技術領域重要課題。

技術實現要素：

本發明在於提供一種複合積層板，所述積層板的金屬箔層與碳氫樹脂層間具有好的粘著強度。

本發明一實施例提供的一種複合積層板，包括：金屬箔層、矽烷層、強化接著層、以及碳氫樹脂層。所述矽烷層，置於所述金屬箔層以及碳氫樹脂層之間。所述強化接著層，置於所述矽烷層以及碳氫樹脂層之間。

本發明另一實施例提供的一種複合積層板，包括：第一金屬箔層、第一矽烷層、第一強化接著層、碳氫樹脂層、第二強化接著層、第二矽烷層、以及第二金屬箔層。所述碳氫樹脂層，置於所述第一金屬箔層以及所述第二金屬箔層之間。所述第一矽烷層，置於所述第一金屬箔層以及所述碳氫樹脂層之間。所述第一強化接著層，置於所述第一矽烷層以及所述碳氫樹脂層之間。所述第二矽烷層，於所述第二金屬箔層以及所述碳氫樹脂層之間。所述第二強化接著層，置於所述第二矽烷層以及所述碳氫樹脂層之間。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出數個實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖簡述

圖1為根據本發明一實施例所繪的複合積層板的剖面示意圖。

圖2為根據本發明另一實施例所繪的複合積層板的剖面示意圖。

符號說明

1、1』：複合積層板

10：金屬箔層

10a：第一金屬箔層

10b：第二金屬箔層

20：矽烷層

20a：第一矽烷層

20b：第二矽烷層

30：強化接著層

30a：第一強化接著層

30b：第二強化接著層

40：碳氫樹脂層

實施方式

以下詳細敘述本發明內容的實施例。實施例所提出的實施細節為舉例說明之用，並非對本發明內容欲保護的範圍做限縮。具有通常知識者當可依據實際實施方面的需要對所述實施細節加以修飾或變化。本發明所述的「一」表示為「至少一」。

請參照圖1，本發明所述的複合積層板1可包含：金屬箔層10、矽烷層20、強化接著層30以及碳氫樹脂層40。矽烷層20置於金屬箔層10以及碳氫樹脂層40之間，強化接著層30置於矽烷層20以及碳氫樹脂層40之間。

根據本發明實施例，所述金屬箔層10的材質可例如為銅、鋁、鐵、銀、鈀、鎳、鉻、鉬、鎢、鋅、錳、鈷、金、錫、鉛、不鏽鋼所製成的導電性箔片。以銅箔為例，本實施例使用的銅箔可以是精煉或碾制銅箔片，也可採用電沉積銅箔片，而一般電沉積銅箔片具有光澤面與粗糙面，而本實施例的矽烷層可形成於所述銅箔的光澤面或粗糙面。

根據本發明一實施例，所述金屬箔層10的均方根粗糙度(root-mean-square roughness)為Rq≤0.6微米、表面的十點平均粗糙度為Rz≤5μm。

根據本發明一實施例，所述矽烷層20可包含具有雙鍵官能基的矽烷化合物。根據本發明一實施例，所述具有雙鍵官能基的矽烷化合物可以具有如化學式R1-Si(OR2)3的結構，其中R1為C2-C8的鏈烯基、R2為C1-C8的烷基，R1可以為乙烯基(vinyl)或烯丙基(allyl)，R2可以為CH3或C2H5，例如乙烯基三甲氧基矽烷(vinyl trimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyl triethoxysilane)、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷(vinyl tri(2-methoxyethoxy)silane)、乙烯基三異丙氧基矽烷(Vinyl trisopropoxysilane)、烯丙基三甲氧基矽烷(allyltrimethoxysilane)、烯丙基三乙氧基矽烷(allyltriethoxysilane)。

在本發明實施例中矽烷化合物或混合物可以單獨或混合適合的溶劑塗布於金屬箔片表面，一般是以適當溶劑將矽烷化合物分散再利用反轉滾筒塗布、刮刀塗布、浸漬塗布或噴刷方式塗布於金屬箔片上形成溼膜，再經一段式烘烤製成，可例如為在130℃下烘烤5～15分鐘，形成具有矽烷層20的金屬箔層10。

根據本發明一實施例，所述強化接著層30的組成物可包含具有3個以上雙鍵官能基的化合物與聚合起始劑，在本發明實施例中基於1重量份的所述具有3個以上雙鍵官能基的化合物，所述聚合起始劑的重量份介於0.01-0.3。根據本發明一實施例，所述具有3個以上雙鍵官能基的化合物可以為具有3個以上雙鍵官能基的異三聚氰酸酯類化合物，例如為三甲基烯丙基異三聚氰酸酯(trimethylallyl isocyanurate，TMAIC)、三烯丙基異三聚氰酸酯(triallyl isocyanurate，TAIC)，或是具有3個以上雙鍵官能基的環四矽氧烷(cyclotetrasiloxane)類化合物，例如為四甲基四乙烯基環四矽氧烷(tetramethyl tetravinyl cyclotetrasiloxane)(簡稱TMTVC)，或是具有3個以上雙鍵官能基的多面體低聚倍半矽氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes，簡稱POSS)，例如為八乙烯基-POSS(octavinyl-POSS)。所述聚合起始劑可為有機過氧化物，例如為異丙苯過氧化氫(cumene hydroperoxide)。在本發明實施例中所述強化接著層30的材料可更包含溶劑，所述溶劑可以為甲乙酮(methyl ethyl ketone，簡稱MEK)，在本發明實施例中所述具有3個以上雙鍵官能基的化合物的濃度介於0.1-50wt％。

上述強化接著層30的材料塗布於矽烷層20表面，一般是以適當溶劑，如甲乙酮將強化接著層30的材料分散，再利用反轉滾筒塗布、刮刀塗布、浸漬塗布或噴刷方式塗布於具矽烷層20的金屬箔層10上形成溼膜，再經一段式烘烤製成，可例如為在50～70℃下烘烤5～15分鐘，形成具有強化接著層30與矽烷層20的金屬箔層10。於一實施例中強化接著層30及矽烷層20在金屬箔層10上所形成的乾燥薄膜厚度總和小於2微米。

根據本發明一實施例，所述碳氫樹脂層40的材料可例如為聚醯亞胺(polyimide、PI)、聚碳酸酯(polycarbonate、PC)、聚醚碸(polyethersulfone、PES)、聚降冰片烯(polynorbornene、PNB)、聚醚醯亞胺(polyetherimide、PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate、PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate、PET)、聚二丁烯或上述的組合。上述碳氫樹脂層40，一般是以壓合方式與上述的金屬箔層10互相結合。

請參照圖2，其是根據本發明另一實施例所繪的複合積層板的剖面示意圖。本實施例的複合積層板1』包括：第一金屬箔層10a、第一矽烷層20a、第一強化接著層30a、碳氫樹脂層40、第二金屬箔層10b、第二矽烷層20b以及第二強化接著層30b。碳氫樹脂層40置於第一金屬箔層10a以及第二金屬箔層10b之間，第一矽烷層20a置於第一金屬箔層10a以及碳氫樹脂層40之間，第一強化接著層30a置於第一矽烷層20a以及碳氫樹脂層40之間，第二矽烷層20b置於第二金屬箔層10b以及碳氫樹脂層40之間，第二強化接著層30b置於第二矽烷層20b以及碳氫樹脂層40之間。

根據本發明實施例，所述金屬箔層10a及10b的材質可例如為銅、鋁、鐵、銀、鈀、鎳、鉻、鉬、鎢、鋅、錳、鈷、金、錫、鉛、不鏽鋼所製成的導電性箔片。以銅箔為例，本實施例使用的銅箔可以是精煉或碾制銅箔片，也可採用電沉積銅箔片，而一般電沉積銅箔片具有光澤面與粗糙面，而本實施例的矽烷層可形成於所述銅箔的光澤面或粗糙面。

根據本發明一實施例，所述金屬箔層10a及10b的均方根粗糙度(root-mean-square roughness)為Rq≤0.6微米、表面的十點平均粗糙度為Rz≤5μm。

根據本發明一實施例，所述矽烷層20a及20b可包含具有雙鍵官能基的矽烷化合物。根據本發明一實施例，所述具有雙鍵官能基的矽烷化合物可以具有如化學式R1-Si(OR2)3的結構，其中R1為C2-C8的鏈烯基、R2為C1-C8的烷基，R1可以為乙烯基(vinyl)或烯丙基(allyl)，R2可以為CH3或C2H5，例如乙烯基三甲氧基矽烷(vinyl trimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyl triethoxysilane)、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷(vinyl tri(2-methoxyethoxy)silane)、乙烯基三異丙氧基矽烷(Vinyl trisopropoxysilane)、烯丙基三甲氧基矽烷(allyltrimethoxysilane)、烯丙基三乙氧基矽烷(allyltriethoxysilane)。

在本發明實施例中矽烷化合物或混合物可以單獨或混合適合的溶劑塗布於金屬箔片表面，一般是以適當溶劑將矽烷化合物分散，再利用反轉滾筒塗布、刮刀塗布、浸漬塗布或噴刷方式塗布於金屬箔片上形成溼膜，再經一段式烘烤製成，可例如為在130℃下烘烤5～15分鐘，形成分別具有矽烷層20a、20b的金屬箔層10a、10b。

根據本發明一實施例，所述強化接著層30a及30b的材料可包含具有3個以上雙鍵官能基的化合物與聚合起始劑，在本發明實施例中基於1重量份的所述具有3個以上雙鍵官能基的化合物，所述聚合起始劑的重量份介於0.01-0.3。根據本發明一實施例，所述具有3個以上雙鍵官能基的化合物可以為具有3個以上雙鍵官能基的異三聚氰酸酯類化合物，例如為三甲基烯丙基異三聚氰酸酯(trimethylallyl isocyanurate，TMAIC)、三烯丙基異三聚氰酸酯(triallyl isocyanurate，TAIC)，或是具有3個以上雙鍵官能基的環四矽氧烷(cyclotetrasiloxane)類化合物，例如為四甲基四乙烯基環四矽氧烷(tetramethyl tetravinyl cyclotetrasiloxane，簡稱TMTVC)，或是具有3個以上雙鍵官能基的多面體低聚倍半矽氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes，簡稱POSS)，例如為八乙烯基-POSS(octavinyl-POSS)。所述聚合起始劑可為有機過氧化物，例如為異丙苯過氧化氫(cumene hydroperoxide)。在本發明實施例中所述強化接著層30的材料可更包含溶劑，所述溶劑可以為甲乙酮(methyl ethyl ketone，簡稱MEK)，在本發明實施例中所述具有3個以上雙鍵官能基的化合物的濃度介於0.1-50wt％。

上述強化接著層30a及30b的材料塗布於矽烷層20a及20b表面，一般是以適當溶劑，如甲乙酮將強化接著層30a或20b的材料分散再利用反轉滾筒塗布、刮刀塗布、浸漬塗布或噴刷方式塗布於分別具有矽烷層20a、20b的金屬箔層10a、10b上形成溼膜，再經一段式烘烤製成，可例如為在50～70℃下烘烤5～15分鐘，形成分別具有強化接著層30a、30b與矽烷層20a、20b的金屬箔層10a、10b。於一實施例中強化接著層30a、30b分別與矽烷層20a、20b在金屬箔層10a及10b上所形成的乾燥薄膜厚度總和小於2微米。

根據本發明一實施例，所述碳氫樹脂層40的材料可例如為聚醯亞胺(polyimide、PI)、聚碳酸酯(polycarbonate、PC)、聚醚碸(polyethersulfone、PES)、聚降冰片烯(polynorbornene、PNB)、聚醚醯亞胺(polyetherimide、PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate、PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate、PET)、聚二丁烯或上述的組合。將上述碳氫樹脂層40置於具有強化接著層30a及矽烷層20a的金屬箔層10a及具有強化接著層30b及矽烷層20b的金屬箔層10b之間，再以壓合方式互相結合。

實施例

以下實施例所提及的量測儀器及方法：在下列實施例的量測剝離強度的儀器購自弘達儀器股份有限公司、型號HT-9102、量測方法按IPC-TM-650規範量測90°撕離強度。

(1)矽烷層塗料製備：將乙烯基三甲氧基矽烷分散於水中，再滴入醋酸調整溶液至pH值約為4，製成重量百分比為1％的矽烷水溶液。

(2)強化接著層I塗料製備：將2克八乙烯基-POSS(octavinyl-POSS)及0.4克異丙苯過氧化氫分散於2克甲乙酮中於常溫(約25℃)攪拌，得到強化接著層I塗料。

(3)強化接著層II塗料製備：將4克四甲基四乙烯基環四矽氧烷(tetramethyl tetravinyl cyclotetrasiloxane，TMTVC)及0.4克異丙苯過氧化氫分散於2克甲乙酮中於常溫(約25℃)攪拌，得到強化接著層II塗料。

(4)強化接著層III塗料製備：將2克TMAIC及0.4克異丙苯過氧化氫分散於2克甲乙酮中於常溫(約25℃)攪拌，得到強化接著層III塗料。

實施例1-3複合積層板的製作

複合積層板製作：取銅箔基材(購自三井，型號HS-VSP，厚度約35微米、表面粗糙度Rq～0.5)，將前述的矽烷層塗料溶液噴塗於所述銅箔基材上，再放入烘箱進行烘烤。在130℃烘烤10分鐘。得到具有矽烷層的銅箔基材。接著，將前述的強化接著層塗料I、II及III溶液噴塗於所述具有矽烷層的銅箔基材上，再放入烘箱60℃烘烤10分鐘，得到具有厚度總和為小於1微米的強化接著層及矽烷層的銅箔基材。然後，將碳氫樹脂層(Rogers Co.生產，型號RO-4450，厚度＝4mil)壓合於所述具有強化接著層及矽烷層的銅箔基材，壓合步驟及條件依所述RO4450建議的壓合條件執行，得到複合積層板I-III，其詳細組成及其剝離強度如表1所示。

比較實施例1

本比較實施例與實施例1-3類似，差別在於銅箔基板與樹脂RO-4450間僅具有矽烷層。其剝離強度如表1所示。

表1

由表1的剝離強度可知，銅箔基板與樹脂間具有本發明的矽烷層及強化接著層者其剝離強度較僅具有矽烷層的比較例的剝離強度高，亦即本發明的複合積層板具有較佳的粘著力。

雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的權利要求所界定者為準。