本發(fā)明涉及一種單、雙面無膠撓性覆銅板(簡稱FCCL)及制造方法，特別涉及一種在雙面銅箔之間疊置有至少三層熱塑性聚酰亞胺層的雙面無膠撓性覆銅板及制造方法。

背景技術(shù)：

目前全球電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢向輕薄短小、高耐熱性、多功能性、高密度化、高可靠性、且低成本的方向發(fā)展，因此基板的選用就成為很重要的影響因素。而良好的基板必須具備高熱傳導性、高尺寸安定性、高遮色效果、高散熱性、高耐熱性及低熱膨脹系數(shù)的材料特性。聚酰亞胺樹脂熱穩(wěn)定性高且具有優(yōu)異的散熱性、機械強度、及粘著性，常運用于多種電子材料，如用于軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit)。

而由聚酰亞胺(包括多層熱塑性聚酰亞胺,簡稱TPI，和多層熱固性聚酰亞胺，簡稱PI)作為介于雙銅箔層1之間的絕緣膜(軟板2)而構(gòu)成的雙面無膠撓性覆銅板投入市場至今，約10年時間，大致分如下二代產(chǎn)品：

1、第一代產(chǎn)品周期在5-7年，其是將銅箔層1、由TPI+PI+TPI事先制作好的軟板2和另一銅箔層1同時送入壓合機，經(jīng)熱壓后構(gòu)成雙面無膠撓性覆銅板(參閱圖1所示)。

優(yōu)點：實現(xiàn)無膠雙面銅板。

缺點：

1)生產(chǎn)過程中工藝控制難度大，由于將三張板(二張銅板和一張軟板2)同時送入壓合機熱壓，因此，設(shè)備張緊裝置(即三張板的收卷裝置)的張力控制難度大，在壓合較長的覆銅板時，易產(chǎn)生折皺。

2)壓合時，收卷速度不宜過快，否則易導致成品不平整，因此，控制速度在1-3米/分鐘，致生產(chǎn)效率低下。

2、第二代產(chǎn)品沿用至今，如中國實用新型專利(專利號為：CN200720138928，名稱為《無接著劑型雙面銅箔基板》)揭示的一種雙面無膠撓性覆銅板(參閱圖2、3所示)。

其是利用噴頭以機械噴涂手段在銅箔層1的一表面涂敷一層PI層(熱固性聚酰亞胺層)，采用風干手段將該PI層固化，之后，再在PI層上采用上述涂敷和風干手段形成TPI層(即熱塑性聚酰亞胺層)，構(gòu)成單層無膠撓性覆銅板。

將上述兩張單層無膠撓性覆銅板，以第一張中的TPI層與第二張中的TPI層相接貼合的方式，采用連續(xù)高溫預熱并在氮氣環(huán)境下高溫壓合后構(gòu)成無接著劑型雙面銅箔基板(即第二代產(chǎn)品，其實為由Cu+PI+TPI+TPI+PI+Cu疊置的五層結(jié)構(gòu)，其中間的兩層TPI經(jīng)熱壓后形成一層)。

優(yōu)點：由于PI與銅箔層之間的熱膨脹系數(shù)差值較小，因此，其解決了第一代產(chǎn)品分層爆板的缺陷。另外，由于送入壓合機的是兩張單層無膠撓性覆銅板，壓合時，對收卷設(shè)備張力的調(diào)整相對一代產(chǎn)品而言好調(diào)些(少了一張軟板2)，因此，收卷速度較一代產(chǎn)品快些，由此，相對的提高了生產(chǎn)效率，通常，其收卷速度在3-5米/分鐘。

缺點：

1)由于PI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(簡稱Tg溫度)太高，所以其與銅層之間的剝離力偏低(剝離力又稱剝離強度，其是指粘貼在一起的材料，從接觸面進行單位寬度剝離時所需要的最大力，它反應(yīng)材料之間的粘結(jié)強度)。

如此，PI與銅箔層1之間的剝離力偏低，容易導致線路脫落，特別是在導電線路為細線路時。

2)高溫壓合速度慢導致生產(chǎn)效率低。

由于PI層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很高，通常在攝氏380度以上，在將兩張單層無膠撓性覆銅板壓合成無接著劑型雙面銅箔基板時，若壓合時的溫度較低，處于Tg溫度以下的PI層與銅箔層1之間近乎剛性粘貼結(jié)構(gòu)(此時的PI層為玻璃態(tài))，在高壓輥壓時，其間極易產(chǎn)生錯位剝離，因此，為了避免出現(xiàn)剝離廢品，需要在壓合前對單層無膠撓性覆銅板進行由低溫至高溫的預熱過程(壓合時的溫度通常需在攝氏400度以上)，這樣將導致生產(chǎn)能耗加大。

由于預熱過程是在單層無膠撓性覆銅板進帶速度較慢的情況下完成的，因此，導致其生產(chǎn)效率不高(若進帶速度過快，在PI層剛性程度較強的情況下強行壓合，會導致所構(gòu)成的無接著劑型雙面銅箔基板平整度差且結(jié)合力低)。

3)用戶使用上述無接著劑型雙面銅箔基板過程中，在貼裝元器件高溫打件或過回流焊時，容易產(chǎn)生鼓泡。

其原因是：高溫打件或過回流焊時的溫度在攝氏280度左右，而PI層的Tg溫度在攝氏380度以上，此時，PI層的剛性程度較強(此時PI層為玻璃態(tài)，相較于其在Tg溫度以上的高彈態(tài)而言，剛性程度較強)，由于PI層與銅層之間的剝離力偏低，因此，在一定壓力的作用和高溫熱沖擊下，剛性的PI層與銅箔層1易產(chǎn)生分離，即所述的鼓泡。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)工藝用時短、銅箔與軟板之間結(jié)合強度高且在生產(chǎn)過程中有利于提高良率、產(chǎn)率和在以后的使用過程中貼裝元器件時減少鼓泡、軟板銅箔錯位廢品的單、雙面無膠撓性覆銅板及其制造方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的單層無膠撓性覆銅板，包括銅箔層和固接在該銅箔層一表面上的絕緣基層，其特征在于：所述絕緣基層依次為第一熱塑層、熱固層和第二熱塑層的復合層，其中，熱固層分別與第一熱塑層、第二熱塑層的相接面為相互交融的滲透層；所述第一熱塑層與第二熱塑層為熱塑性聚酰亞胺層，熱固層為熱固性聚酰亞胺層。

第一熱塑層厚度為1μm至5μm，第二熱塑層的厚度為1μm至5μm；熱固層的厚度為3μm至20μm。

第一熱塑層與所述銅箔層之間的剝離強度不小于1.0kgf/cm。

第一熱塑層和第二熱塑層的Tg溫度低于330℃，熱固層的Tg溫度高于380℃。

所述銅箔層為壓延銅箔、電解銅箔和高延展銅箔中的一種，且該銅箔的厚度為7.5μm-35μm。

本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板，其由本發(fā)明的所述單層無膠撓性覆銅板以其中的第二熱塑層相接的方式在300℃-400℃和壓力為60-120噸/cm²的條件下經(jīng)熱壓合構(gòu)成的五層絕緣基層的雙面覆銅板，其分別依次為頂層銅箔、熱塑上層、熱固上層、熱塑中層、熱固下層、熱塑下層和底層銅箔，其中，熱塑中層由兩層所述的第二熱塑層經(jīng)熱壓合融為一體構(gòu)成；熱固上層分別與熱塑上層、熱塑中層的相接面為相互交融的滲透層，熱固下層分別與熱塑中層、熱塑下層的相接面為相互交融的滲透層。

本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板的制作方法，有以下步驟：

1)制作單層無膠撓性覆銅板：

使用包含放卷、涂布、干燥和收卷功能于一體的涂布機，將熱塑性聚酰亞胺和熱固性聚酰亞胺的液態(tài)分散體采用一次或多次涂布方式，在銅箔層的一表面上形成第一熱塑層、熱固層和第二熱塑層；

2)制作雙面無膠撓性覆銅板：

將兩張制作好的所述單層無膠撓性覆銅板，以其中的第二熱塑層相接的方式在300℃-400℃和壓力為60-120噸/cm²的條件下，以1-30m/min的速度壓合構(gòu)成五層絕緣基層的雙面覆銅板，其分別依次為頂層銅箔、熱塑上層、熱固上層、熱塑中層、熱固下層、熱塑下層和底層銅箔，其中，熱塑中層由兩層所述的第二熱塑層經(jīng)熱壓合融為一體構(gòu)成；熱固上層分別與熱塑上層、熱塑中層的相接面為相互交融的滲透層，熱固下層分別與熱塑中層、熱塑下層的相接面為相互交融的滲透層。

本發(fā)明的方法中，所述單層無膠撓性覆銅板的長度范圍在100m-5000m。

本發(fā)明的方法中，涂布熱塑性聚酰亞胺和熱固性聚酰亞胺的液態(tài)分散體所用的噴嘴采用三合一涂布噴嘴一次性將所述液態(tài)分散體噴涂至銅箔層表面，該噴嘴包括殼體、分別位于殼體前部和后部的出液頭和供液接口，所述出液頭的形狀為扁平錐形體，在出液頭的前端由上至下依次設(shè)有相互獨立的上嘴、中嘴和下嘴，在所述供液接口處也設(shè)有三個與所述上嘴、中嘴和下嘴對應(yīng)的液體進口；出液頭至供液接口之間的殼體內(nèi)腔為三個相互隔離的送液通道，所述的上嘴、中嘴和下嘴分別對應(yīng)一個送液通道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板是采用三合一涂布噴嘴一次性將TPI材料、PI材料和TPI材料依次涂布在單層銅箔上先構(gòu)成單層無膠撓性覆銅板，然后，再將兩張單層無膠撓性覆銅板壓合在一起構(gòu)成本發(fā)明的產(chǎn)品。從結(jié)構(gòu)上講，本發(fā)明由Cu+TPI+PI+TPI+TPI+PI+TPI+Cu六層構(gòu)成，實際上，在壓合后，中間的兩層TPI融為一層，又由于所有的PI和TPI是在流動狀態(tài)下一次性噴涂，所以相鄰的TPI層與PI層之間會有微量級的相互滲透，由此，不僅使其熱膨脹系數(shù)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等特性在此滲透區(qū)發(fā)生漸變，而且使其間的結(jié)合力得到提升。另外，由于TPI層與銅箔層相接，而TPI的Tg溫度在280度左右，無論是在生產(chǎn)階段的熱壓合過程或者在以后使用時的高溫打件或過回流焊過程中，因TPI層的溫度≧Tg溫度，其處于高彈態(tài)，因此，其與銅箔之間的相接面在受壓情況下并不會出現(xiàn)剛性分層或錯位現(xiàn)象，其間依然可以保持很高的粘結(jié)力。同樣，TPI層與PI層之間的相接面也處于彈性相接狀態(tài)，同理，在受壓情況下也不會出現(xiàn)剛性分層或錯位現(xiàn)象。該結(jié)構(gòu)可使軟板與銅箔之間的結(jié)合力提高60％。

本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板在熱壓合階段可以大大縮短壓合前的預熱過程和壓合時的壓合溫度，由此，既可以提高生產(chǎn)效率，又可以降低能量消耗。將兩張單層無膠撓性覆銅板壓合時，溫度只需控制在TPI的Tg溫度偏上即可，而生產(chǎn)速度(即單層無膠撓性覆銅板的進帶速度)可提高至10－15米/分鐘，與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)效率可提高5-10倍。

由于壓合時的溫度不高，相應(yīng)的，也解決了高溫時軟板與銅箔之間產(chǎn)生鼓泡的問題。提高產(chǎn)品的平整性能。同時，由于預熱和壓合過程溫度不高，銅箔的剛性較強，壓合前，收卷設(shè)備的張力容易調(diào)整到位且壓合后銅箔冷縮效應(yīng)小，由此可減少壓合后雙面無膠撓性覆銅板的板面不平整的問題。

附圖說明

圖1為第一代雙面無膠撓性覆銅板的制造及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為第二代雙面無膠撓性覆銅板中單層覆銅板的制造及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為第二代雙面無膠撓性覆銅板制造及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板中單層覆銅板的制造及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板制造及結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記如下：

銅箔層1、軟板2、涂布噴嘴3、烘干設(shè)備4、壓機5、TPI層TPI、PI層PI。

具體實施方式

如圖4、5所示，本發(fā)明的雙面無膠撓性覆銅板是將事先制作好的單層無膠撓性覆銅板疊合在一起，再經(jīng)熱壓合制成，其制作過程如下：

一、制作單層無膠撓性覆銅板

使用包含放卷、涂布、干燥和收卷功能于一體的涂布機，將熱塑性聚酰亞胺(英文簡稱TPI)和熱固性聚酰亞胺(英文簡稱PI)的液態(tài)分散體采用一次或多次涂布方式，在銅箔層1的一表面上形成與其固定連接的絕緣基層，該絕緣基層為依次疊置在一起的第一熱塑層、熱固層和第二熱塑層。其中，所述第一熱塑層與第二熱塑層為熱塑性聚酰亞胺層(簡稱TPI層，下同)，熱固層為熱固性聚酰亞胺層(簡稱PI層，下同)。

該絕緣基層可以采用三合一涂布噴嘴3一次性將上述三層涂布于所述銅箔層1表面上；也可以采用二合一涂布噴嘴3先將上述三層中的二層涂布于所述銅箔層1表面上，再將其中的另一層涂布于構(gòu)成的二層外表面上；還可以按常規(guī)涂布方法一次一次的涂布，即按先后順序依次涂布第一熱塑層、熱固層和第二熱塑層。

第一熱塑層厚度為1μm至5μm，第二熱塑層的厚度為1μm至5μm；熱固層的厚度為3μm至20μm。

第一熱塑層與所述銅箔層1間的剝離強度不小于1.0kgf/cm。

第一熱塑層和第二熱塑層的Tg溫度低于330℃，熱固層的Tg溫度高于380℃。

所述銅箔層1為壓延銅箔、電解銅箔和高延展銅箔中的一種，且該銅箔層1的厚度為7.5μm-35μm。

所述單層無膠撓性覆銅板的長度范圍在100-1000m。

本發(fā)明優(yōu)先采用三合一涂布噴嘴3，該三合一涂布噴嘴3包括殼體、分別位于殼體前部和后部的出液頭和供液接口，所述出液頭的形狀為扁平錐形體，在出液頭的前端由上至下依次設(shè)有相互獨立的上嘴、中嘴和下嘴，在所述供液接口處也設(shè)有三個與所述上嘴、中嘴和下嘴對應(yīng)的液體進口；出液頭至供液接口之間的殼體內(nèi)腔為三個相互隔離的送液通道，所述的上嘴、中嘴和下嘴分別對應(yīng)一個送液通道，每個送液通道輸送一種所述的液態(tài)分散體。

上述涂布方式不論是采用一次涂布還是采用分次涂布，所述絕緣基層中各層之間在微觀尺寸內(nèi)形成相互交融的滲透層，由此，在層與層之間形成特性(如熱膨脹系統(tǒng)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)過渡區(qū)域(即熱固層與第一熱塑層的相接面，熱固層與第二熱塑層的相接面)。

二、制作雙面無膠撓性覆銅板(如圖5所示)

1、取兩張制作好的所述單層無膠撓性覆銅板，以其中的第二熱塑層相接的方式，將其端部穿過壓機5的兩個壓輥之間的縫隙夾持在收卷機上。

2、對待壓合的單層無膠撓性覆銅板加熱至300℃-400℃。

3、調(diào)節(jié)兩個壓輥之間的壓力到60-120噸/cm²。

4、采用1-30m/min的速度收卷。

5、即構(gòu)成五層絕緣基層的雙面覆銅板，其分別依次為頂層銅箔、熱塑上層、熱固上層、熱塑中層、熱固下層、熱塑下層和底層銅箔，其中，熱塑中層由兩張單層無膠撓性覆銅板中的兩層第二熱塑層經(jīng)熱壓合融為一體構(gòu)成。