电路基板、印制电路板的制作方法

1.本发明涉及电子工业技术领域，特别是涉及电路基板、印制电路板。


背景技术：

2.在印制电路板(pcb)的线路加工过程中，电路基板表层的铜箔会破坏，使得电路基板的介电层直接暴露在环境中。由于介电层的树脂体系一般为环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂和聚硅醚树脂等，这些树脂在常温下性能优异，但也存在一定局限，如分子结构具有强极性或本身含有大量未反应完全的不饱和官能团，在长期湿热环境下，吸水性过高或易与空气中的氧气发生反应，导致介电层的性能发生严重衰减，从而影响pcb的性能稳定性，无法满足使用要求。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提供一种性能稳定的电路基板及印制电路板。
4.一种电路基板，包括介电层和层叠设置于所述介电层至少一表面上的导电层，所述介电层和所述导电层之间还设置有聚合物层，所述聚合物层的材料包括热固性的聚苯醚树脂和热塑性树脂，所述热固性的聚苯醚树脂在所述聚合物层中的质量百分含量大于所述热塑性树脂在所述聚合物层中的质量百分含量。
5.在其中一个实施例中，所述热固性的聚苯醚树脂的分子链的末端含有不饱和双键。
6.在其中一个实施例中，所述不饱和双键包括乙烯基、酮羰基、甲基丙烯基、甲基丙烯线基、酯基中的至少一种。
7.在其中一个实施例中，所述热塑性树脂包括热塑性的聚苯醚树脂、聚酰胺类、聚烯烃类、饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种，所述热塑性树脂的分子量为8000-40000。
8.在其中一个实施例中，所述热固性的聚苯醚树脂的分子链中含有疏水基团、反应性基团中的至少一种；
9.及/或，所述热塑性树脂的分子链中含有疏水基团、反应性基团中的至少一种。
10.在其中一个实施例中，所述疏水基团包括c10-c20的烃基、含有芳基的烃基、含有酯基的烃基、含有醚基的烃基、含有胺基的烃基、含有酰胺基的烃基、含有双键的烃基、聚氧丙烯基、长链全氟烷基、聚硅氧烷基中的至少一种。
11.在其中一个实施例中，所述反应性基团包括不饱和双键基团、氨基、羧基、醛基中的至少一种。
12.在其中一个实施例中，所述热塑性树脂在所述聚合物层中的质量百分含量为3％-33％。
13.在其中一个实施例中，所述聚合物层的介电常数与所述介电层的介电常数的差值为负2.0-2.0。
14.在其中一个实施例中，所述聚合物层的厚度为3μm-100μm。
15.在其中一个实施例中，所述聚合物层还包括有介电填料，所述介电填料的粒径小于所述聚合物层的厚度。
16.在其中一个实施例中，所述导电层的粗糙度小于等于5.1μm。
17.本发明的电路基板中，在介电层和导电层之间设置有聚合物层，且聚合物层以热固性的聚苯醚树脂为主，辅以高分子量的热塑性树脂匹配制成，使得二者分子链之间能够构成半互穿聚合物网络结构，进而使得聚合物层具有优异的抗湿热老化性能，同时与介电层和导电层具有优异的粘结性能，在pcb的线路加工过程中，即使导电层被破坏，聚合物层也可以避免介电层直接暴露在环境中，从而有效提升电路基板的耐湿热老化性能。
18.另外，聚合物层还可以有效增加介电层表层的聚合物含量，同时改善介电层表面的平整性，增大与导电层的有效接触面积，从而提升电路基板的剥离强度，进而可以降低对导电层粗糙度的要求，使得电路基板的介电性能稳定，无源互调(pim)值在各频段下都显著降低。
19.一种印制电路板，所述印制电路板由所述的电路基板制成。
20.由于本发明的印制电路板由所述的电路基板制成，所以，本发明的印制电路板的耐湿热老化性能稳定，能够满足湿热环境下的使用要求。
附图说明
21.图1为本发明电路基板的结构示意图。
22.图中：101、介电层；102、导电层；103、聚合物层。
具体实施方式
23.以下将对本发明提供的电路基板及印制电路板作进一步说明。
24.如图1所示，为本发明提供的一实施方式的电路基板，所述电路基板主要用于制备pcb。
25.所述电路基板包括介电层101和层叠设置于所述介电层101至少一表面上的导电层102，所述介电层101和所述导电层102之间还设置有聚合物层103，从而，使得电路基板在pcb的线路加工过程中，即使导电层102被破坏，聚合物层103也可以避免介电层101直接暴露在环境中，从而有效提升电路基板的耐湿热老化性能。
26.其中，所述聚合物层103的材料包括热固性的聚苯醚树脂和热塑性树脂，所述热固性的聚苯醚树脂在所述聚合物层中的质量百分含量大于所述热塑性树脂在所述聚合物层中的质量百分含量。
27.热固性的聚苯醚树脂具有优异的耐湿热老化性能，但是，纯热固性的聚苯醚树脂层的脆性较大，与介电层101和导电层102的粘结效果不佳，所以，本发明以热固性的聚苯醚树脂为主，辅以高分子量的热塑性树脂进行匹配，使得二者分子链之间能够构成半互穿聚合物网络结构，降低固化交联密度的同时增加聚合物层103的韧性，避免聚合物层103在使用过程中发生断裂，同时增加聚合物层103与介电层101中树脂的界面相容性，进而使得聚合物层103具有优异的抗湿热老化性能，同时与介电层101和导电层102具有优异的粘结性能，与介电层101和导电层102实现优异的粘结效果。
28.因此，在pcb的线路加工过程中，即使电路基板的导电层102被破坏，聚合物层103也可以避免介电层101直接暴露在环境中，从而有效提升电路基板的耐湿热老化性能。
29.应予说明的是，聚苯醚树脂为热塑性树脂，而所述热固性的聚苯醚树脂是指聚苯醚树脂经过改性后，在加热、加压或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应交联固化成为一种不溶、不熔的物质。
30.本发明中，所述热固性的聚苯醚树脂可以为封端改性的聚苯醚树脂，优选为聚苯醚分子链的末端含有不饱和双键，所述不饱和双键包括乙烯基、酮羰基、甲基丙烯基、甲基丙烯线基、酯基中的至少一种，以保证聚合物层103能够与介电层101发生化学反应从而紧密结合，同时，由于该不饱和双键仅存在于热固性的聚苯醚树脂分子链的末端，树脂本身仍具有优异的耐湿热老化性能，使得其在湿热环境下还可以起到对介电层101的保护作用。
31.在一个或多个实施例中，所述热塑性树脂包括热塑性的聚苯醚树脂、聚酰胺类、聚烯烃类、饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种。为了进一步保证聚合物层103的性能，使其与介电层101和导电层102实现更优异的粘结效果，所述热塑性树脂在所述聚合物层103中的质量百分含量为3％-33％，所述热塑性树脂的分子量进一步优选为8000-400000。
32.为了进一步提高聚合物层103在湿热环境中的性能稳定性，所述热固性的聚苯醚树脂的分子链中可以含有疏水基团；及/或，所述热塑性树脂的分子链中可以含有疏水基团。所述疏水基团包括c10-c20的烃基、含有芳基的烃基、含有酯基的烃基、含有醚基的烃基、含有胺基的烃基、含有酰胺基的烃基、含有双键的烃基、聚氧丙烯基、长链全氟烷基、聚硅氧烷基中的至少一种。
33.介电层101一般由聚合物基材和介电填料制成，聚合物基材包括环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚硅醚树脂中的至少一种。为了使聚合物层103与介电层101能够更好的粘合，提高电路基板的剥离强度，所述聚合物层103需要与介电层101存在一定的相容性或反应性。
34.例如，所述聚合物层103的热固性的聚苯醚树脂或者热塑性树脂与介电层101的聚合物基材为分子结构相同或相似的聚合物，从而，可以借助分子间的键合力，保证聚合物层103与介电层101较好的粘接或融合。
35.或者，当介电层101的聚合物基材中包括有乙烯基、环氧基、氨基、羟基等官能团中的至少一种时，所述聚合物层103中的热固性的聚苯醚树脂的分子链中可以含有反应性基团，及/或，所述热塑性树脂的分子链中可以含有反应性基团，或者，通过等离子处理等表面处理方法使所述聚合物层103中含有反应性基团。所述反应性基团包括不饱和双键基团、氨基、羧基、醛基中的至少一种。
36.例如，当介电层101的聚合物基材中含有乙烯基时，聚合物层103的材料中需包括有乙烯基、酮羰基、甲基丙烯基、甲基丙烯线基、酯基等不饱和基团中的至少一种；当介电层101的聚合物基材含有羟基时，聚合物层103的材料中需包括有氨基、羧基、醛基等基团中的至少一种。以使聚合物层103与介电层101之间能够发生化学反应，通过化学键实现层与层之间的连接，提高电路基板的剥离强度。
37.应予说明的是，此时也可以采用等离子处理等表面处理方法对导电层102进行表面处理，以使导电层102的表面也含有羟基等反应性基团，使导电层102与聚合物层103之间
也能够发生化学反应，通过化学键实现层与层之间的连接。
38.进一步地，所述聚合物层103优选为由含有反应性基团和疏水基团的热固性的聚苯醚树脂与含有反应性基团和疏水基团的热塑性聚合物制成，以能够同时提高电路基板的剥离强度和耐湿热稳定性。
39.本发明的电路基板中，所述聚合物层103的厚度大于等于3μm，一方面，聚合物层103能够有效覆盖介电层101，阻隔介电层101与外界环境的直接接触；另一方面，聚合物层103还可以有效增加介电层101表层的聚合物含量，同时改善介电层101表面的平整性，增大与导电层102的有效接触面积，提升电路基板的剥离强度。
40.同时，为了降低聚合物层103对电路基板的介电性能的影响，所述聚合物层103的厚度小于等于100μm，进一步优选为5μm-50μm。当介电层101的两个相对表面均设置有聚合物层103时，两层所述聚合物层103的厚度之和小于等于100μm。
41.本发明的电路基板中，所述聚合物层103的介电常数可以大于等于所述介电层101的介电常数，也可以小于等于所述介电层101的介电常数，为了降低聚合物层103对电路基板的介电常数的影响，使电路基板的介电性能基本不变以及介电性能稳定。在一个或多个实施例中，所述聚合物层103的介电常数与所述介电层101的介电常数的差值优选为负2.0-2.0，进一步优选为负1.0-1.0，更优选为小于等于负0.5-0.5。
42.所述聚合物层103的介电常数可以通过介电填料进行调节，所以，所述聚合物层103中还可以包括有介电填料，当然，所述介电填料的粒径小于所述聚合物层103的厚度，以避免介电填料凸出于所述聚合物层103而影响聚合物层103与介电层101以及导电层102的粘结性能。
43.进而，本发明的电路基板可以降低对导电层102的粗糙度的要求，在一个或多个实施例中，所述导电层102的粗糙度可以降低至vlp(小于等于5.1μm)的范围内，进一步降低至hvlp(小于等于3.1μm)的范围内。
44.在一个或多个实施例中，所述导电层102优选为铜箔。
45.因此，本发明可以有效提升电路基板整体的剥离强度和耐湿热老化性能，经80℃高温湿热环境老化1个月以上，电路基板的性能基本不变。同时，可以基本不改变电路基板的介电常数，以及使电路基板的无源互调值在各频段下都显著降低，pim值满足-100dbm～-160dbm。
46.本发明还提供一种印制电路板，所述印制电路板由所述的电路基板制成。
47.由于本发明的印制电路板由所述的电路基板制成，所以，本发明的印制电路板的耐湿热老化性能稳定，能够满足湿热环境下的使用要求。
48.以下，将通过以下具体实施例对所述电路基板及印制电路板做进一步的说明。
49.实施例1
50.提供dk为3.01、df为0.0037的介电层，该介电层的聚合物基材为聚丁二烯，该介电层含有乙烯基官能团。
51.将末端乙烯基改性的聚苯醚树脂和热塑性聚苯醚按照90：10的质量配比进行混合，并将该混合树脂通过喷涂工艺涂覆于基板表层，通过工艺控制聚合物膜的厚度为30μm，聚合物膜的介电性能常数为2.5。
52.然后在聚合物层的表面分别覆上铜箔，该铜箔经偶联剂处理，表层含有乙烯基官
能团，铜箔粗糙度为vlp等级(ra：4.2μm)。经过压合工艺使得铜箔与聚合物膜、聚合物膜与介电层间发生化学反应，得到电路基材。其中，压合工艺的条件为：温度260℃，时间为5小时，压力在650psi。
53.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
54.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为2.96，介电损耗为0.0025，pim为-114dbm，剥离强度为1.4n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为2.99；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为1.2n/mm。
55.实施例2
56.所用介电层、聚合物膜及聚合物膜的表面处理方式与实施例1相同。
57.然后在聚合物层的表面分别覆上铜箔，该铜箔经偶联剂处理，表层含有乙烯基官能团，铜箔粗糙度为hvlp等级(ra：3.0μm)。经过压合工艺使得铜箔与聚合物膜、聚合物膜与介电层间发生化学反应，得到电路基材。其中，压合工艺的条件为：温度260℃，时间为5小时，压力在650psi。
58.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
59.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为2.96，介电损耗为0.0025，pim为-116dbm，剥离强度为1.1n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为2.99；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.9n/mm。
60.实施例3
61.提供dk为3.01、df为0.0037的介电层，该介电层的聚合物基材为聚丁二烯，该介电层含有乙烯基官能团。
62.将末端乙烯基改性的聚苯醚树脂和分子量为10000的热塑性苯乙烯马来酸酐共聚物按照90：10的质量配比进行混合，并将该混合树脂通过喷涂工艺涂覆于基板表层，通过工艺控制聚合物膜的厚度为30μm，聚合物膜的介电性能常数为2.5。
63.然后在聚合物层的表面分别覆上铜箔，该铜箔经偶联剂处理，表层含有乙烯基官能团，铜箔粗糙度为vlp等级(ra：4.2μm)。经过压合工艺使得铜箔与聚合物膜、聚合物膜与介电层间发生化学反应，得到电路基材。其中，压合工艺的条件为：温度260℃，时间为5小时，压力在650psi。
64.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
65.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为2.93，介电损耗为0.0024，pim为-114dbm，剥离强度为1.2n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为2.96；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为1.0n/mm。
66.实施例4
67.实施例4与实施例1的区别仅在于，聚合物层的厚度为5μm。
68.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
69.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.00，介电损耗为0.0030，pim
为-114dbm，剥离强度为0.9n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.05；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.7n/mm。
70.实施例5
71.实施例5与实施例1的区别仅在于，聚合物层的厚度为50μm。
72.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
73.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为2.90，介电损耗为0.0023，pim为-114dbm，剥离强度为1.4n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为2.93；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为1.2n/mm。
74.实施例6
75.实施例6与实施例1的区别仅在于，聚合物层的厚度为100μm。
76.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
77.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为2.84，介电损耗为0.0020，pim为-114dbm，剥离强度为1.4n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为2.88；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为1.2n/mm。
78.实施例7
79.实施例7与实施例1的区别仅在于，介电层的dk为3.55、df为0.0040，该介电层的聚合物基材为聚丁二烯，该介电层含有乙烯基官能团。
80.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
81.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.44，介电损耗为0.0029，pim为-114dbm，剥离强度为1.2n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.48；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为1.0n/mm。
82.实施例8
83.实施例8与实施例1的区别仅在于，介电层的dk为4.51、df为0.0057，该介电层的聚合物基材为聚丁二烯，该介电层含有乙烯基官能团。
84.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
85.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为4.02，介电损耗为0.0049，pim为-114dbm，剥离强度为1.0n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为4.13；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.7n/mm。
86.对比例1
87.对比例1与实施例1的区别仅在于，铜箔与介电层之间无聚合物层。
88.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
89.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.01，介电损耗为0.0037，pim为-112dbm，剥离强度为0.6n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.20；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.4n/mm。
90.对比例2
91.对比例2与实施例1的区别仅在于，铜箔与介电层之间无聚合物层，且铜箔的粗糙度等级为hvlp等级(ra为3.1μm)。
92.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
93.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.01，介电损耗为0.0037，pim为-116dbm，剥离强度为0.5n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.20；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.2n/mm。
94.对比例3
95.对比例3与实施例1的区别仅在于，改性的聚苯醚树脂和热塑性聚苯醚按照10：90的质量配比进行混合。
96.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
97.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.01，介电损耗为0.0035，pim为-114dbm，剥离强度为0.7n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.20；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.5n/mm。
98.对比例4
99.对比例4与实施例1的区别仅在于，聚合物层中，热塑性聚苯醚树脂的质量百分含量为100％。
100.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
101.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.01，介电损耗为0.0033，pim为-114dbm，剥离强度为0.1n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.20；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.1n/mm。
102.对比例5
103.对比例5与实施例1的区别仅在于，聚合物层中，热塑性聚苯醚树脂的分子量为5000。
104.将上述电路基板以钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜、铜加厚的工艺流程制备成印制电路板。
105.经检验：常态下，所获得的电路基板的介电常数为3.01，介电损耗为0.0034，pim为-114dbm，剥离强度为0.7n/mm；在85℃、85％的相对湿度条件下老化6周处理后，电路基板的老化介电常数为3.20；经200℃老化7天处理后，电路基板的剥离强度为0.5n/mm。
106.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
107.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。