[发明专利]用于柔性印刷电路板的聚酰胺膜

说明书

本申请是于2010年1月15日递交的申请号为201080004762.9、题名为“用于柔性印刷电路板的聚酰胺膜”的分案申请。

本发明涉及适用于电气应用的聚合物膜，并且特别涉及可以用作柔性印刷电路板中载体的耐高温聚合物膜。

印刷电路板或PCB通过使用来自层叠在非导电基材或载体上的导电金属层蚀刻的导电通路、径线或迹线而被用于机械支持和电学连接各电子元件。PCB也被称为印刷线路板(PWB)或蚀刻线路板。与电子元件组装在一起的PCB被表示为印刷电路组件(PCA)，也被称为印刷电路板组件(PCBA)。

PCB更适合大批量生产，并且比电线包裹电路或点对点式的构建电路更便宜。近年来，由于消费产品中E&E应用量的增大和对更小的电子封装及更强大功能的持续性需求，PCB的使用快速增长。

PCB上的导电层通常由薄的铜箔或铜包层制成。对于载体，经常使用诸如聚四氟乙烯(特富龙，Teflon)的绝缘层或电介质，它们使用树脂预浸料(诸如纤维增强的环氧树脂预浸料)而层叠在一起。热膨胀是重要的考虑因素，并且玻璃纤维增强将提供最佳的尺寸稳定性。

使用不同的方法来提供导电层。大部分印刷电路板通过如下制成：将一层铜粘接在整个基材上(有时为两面)，然后在使用临时掩模之后除去不需要的铜(例如通过蚀刻)，仅留下期望的铜迹线。有时，通过通常为多个电镀步骤的复杂方法向裸基材(或具有非常薄的铜层的基材)添加迹线来制备PCB。

印刷电路板(PCB)完成之后，必须装上电子元件从而形成功能性的“印刷电路板组件”(PCBA)。在通孔式结构中，元件引脚被插入孔中。在表面安装结构中，元件被置于PCB外表面的焊盘或焊垫上。在这两种结构中，元件引脚都通过熔融的金属焊料电固定且机械固定在板上。或者使用倒装芯片元件，它可能也需要高温处理。如今随着板层叠和蚀刻技术的发展，表面安装的概念已发展成标准印刷电路板的制备方法。

多种焊接技术可用于将元件连接到PCB上。大批量生产通常由机器设备和批量波峰焊或回流焊炉完成。表面安装本身往往是高度自动化的，这将降低劳动力成本并且大大提高生产速度和质量。

为了诸如进一步增强PCB的自动化和减小PCB尺寸等原因，可以使用柔性膜而不是刚性载体。这种聚合物膜也被称为载带。相应地柔性印刷电路板也被称为柔性印刷电路板，符号为FCB而不是PCB。

所用的焊接过程往往在升高的温度下进行，例如在250℃或甚至更高的温度，这就需要材料具有耐高温性、良好的尺寸稳定性、良好的介电性能。此外，该材料还必须具有良好的耐湿性，因为这样可以强化焊接过程和/或延长所制造的PCA的寿命。

FCB用的载带中最广泛使用的材料是聚酰亚胺(PI)，通常以商品名Kapton为人所知。Kapton是由DuPont开发的聚酰亚胺膜，其在宽的温度范围内(从-273到+400℃，即0-673K)保持稳定。Kapton可以用于柔性印刷电路(柔性电子产品)，以及其他方面，诸如保温防微陨石撞击服装和宇航服的外层。Kapton的缺点是这种膜非常贵，因为它们由昂贵的单体制成并且涉及溶液浇铸。可以考虑用作FCB中载带的其他材料为例如聚醚醚酮(PEEK)和液晶聚合物(LCP)，但它们也非常贵；还有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚醚酰亚胺(PEI)(通常以商品名Ultem为人所知)。后面几种材料通常都比PI和PEEK便宜，但是使用温度范围更加有限。Ultem是由General Electric生产的PEI产品系列。它本身的高介电强度、固有的阻燃性以及非常低的发烟量将使它非常适用于E&E应用。但是，PEI是玻璃化转变温度约为216℃的非结晶热塑性塑料，因此PEI不太耐高温，使得PEI不太适用于载带。PEN和PET具有非常好的尺寸性能(特别是在潮湿的条件下)和介电性能。PEN和PET是熔融温度为约240-260℃的半结晶聚酯，这对于几种焊接方法来说很关键。

因此，需要具有良好的尺寸稳定性、耐高温性和良好的介电性能的经济上有利的聚合物膜。

本发明的目的是提供可用作FCB中载带、可以用比PI和PEEK便宜的材料制成的聚合物膜，所述聚合物膜的耐高温性比PEI好，并且具有良好的尺寸稳定性和良好的介电性能。当然，这种膜在均匀性和无缺陷方面质量很好。另一个目的是提供一种以更加经济的方式和/或更加环境友好的方式来制备所述聚合物膜的方法。

该目的已通过根据本发明的聚合物膜和方法实现。