[发明专利]印制电路板和天线的基材用超高分子量聚乙烯复合材料

说明书

发明领域和背景

本发明涉及用作印制电路板(PCB)、天线等基材的复合材料，涉及包含复合材料的基材，还涉及包含基材的电子模块如PCB、天线等。更具体地说，本发明涉及用作PCB、天线等中电介质的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料。本发明的UHMWPE复合材料的特征在于具有低介电常数和低介质损耗角，因而能使高频电磁信号的传输具有短的信号传输延迟时间的特征，并具有所需的机械性能如刚性和/或柔性。本发明的低介电常数和低介质损耗角复合材料用于具有高密度电路线印制电路板(PCB)中是特别有利的。该复合材料用作印制线路板(PWB)中的介电材料也是很有利的。在PWB中，导电层作为与线路板中电子元件电连接的导线。

用于制造PCB、天线等的基材包括单层或粘合在一起或以其它方法使它们紧密地结合在一起的多层介电层和导电层。介电层提供所需的机械性能和介电性能以保证最终产品(PCB、PWB、天线等)中导电层具有所需的功能。

如果最终产品中导电层需传输要求短的信号传输延迟时间的高频电磁信号时，则介电层应具有低介电常数(ε)和低介质损耗角(tanδ)。介电层的其它性能优选包括优良的机械性能，优异的耐环境性能，因为tanδ对介电层中可能存在的水迹非常敏感，所以耐环境性能是很重要的，以及良好的粘附性能，以使介电层与导电层间能便于有效粘合。

目前，在PCB、天线等中用来载持高频电磁信号的介电材料是聚四氟乙烯(PTFE)[ε=2.2,tanδ=0.0002]，石英纤维[ε=3.78,tanδ=0.0002]及具有低的介电常数和介质损耗角的陶瓷。

这些材料中的某些材料也可以是具有相当低介电常数的发泡基材。

将这些材料结合在导电层上的各种技术也是众所周知的。

对于更详细的说明来说，读者可参阅美国专利4772507、4775911和5141800，这些专利介绍了PTFE作为PCB基材的用途。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基材(如纤维、母体树脂)的制造、性能及目前用途在以色列专利IL115229、PCT/IL 96/00095及材料与加工工程促进协会国际专题讨论会(International SAMPE Symposium)(2月9-12,1992)会刊(1406-1420页)中的综述部分都有说明。这些参考文献都已列入本文供参考。

UHMWPE具有低的介电常数和介质损耗角[ε=2.2,tanδ=0.0002]，并具有良好的机械性能，因此可载持要求短的信号传输延迟时间的高频电磁波信号的传输。

虽然在美国专利4937585中公开了常规低分子量发泡聚乙烯[ε=1.3,tanδ=0.001]在微波电路模块中的用途，但该先有技术并没有介绍UHMWPE复合材料用作PCB和天线的基材的用途。

因此，有必要充分认识到将超高分子量聚乙烯复合材料用于生产印制电路板或天线的基材的应用，用于包含复合材料的基材以及用于包含基材的电子模块如PCB、天线等的优越性，它们具有如下详述的超高分子量聚乙烯复合材料的电性能和物理性能。

本发明概述

本发明提供了一种用作印制电路板、天线等基材的超高分子量聚乙烯复合材料、包含该复合材料的基材和包含该基材的电子模块。

本说明书及附后权利要求书中所用名词“超高分子量”是指平均分子量在500000以上，优选为500000-10000000，更优选为1000000-8000000，最优选为2000000-5000000。

根据下述本发明优选实施方案中的一个特征，基材包含至少一层包括超高分子量聚乙烯复合材料的介电层和至少一层含有导电材料的导电层，介电层与导电层是互相紧密粘合的。

根据所述优选实施方案的再一个特征，该复合材料包括超高分子量聚乙烯纤维，这些纤维是并合在一起的。

根据所述优选实施方案的再一个特征，该复合材料还包括使纤维有效并合在一起的超高分子量聚乙烯基质。

根据所述优选实施方案的再一个特征，该复合材料还包括使纤维有效并合在一起的聚烯烃基质。

根据所述优选实施方案的再一个特征，该复合材料还包括使纤维有效并合在一起的极性基质。

根据所述优选实施方案的再一个特征，极性基质是一种选自环氧树脂、聚酰亚胺及聚酰胺的材料。

根据所述优选实施方案的再一个特征，超高分子量聚乙烯纤维的形态选自无规排列的纤维网、单向排列的纤维层和纤维布层。

根据所述优选实施方案的再一个特征，纤维是经自粘合而并合在一起的。