專利名稱：電路板基板及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路板技術領域，尤其涉及一種應用于電路板生產(chǎn)并具有電磁屏蔽作用的電路板基板及其制作方法。
背景技術：
隨著科學技術的進步，印刷電路板在電子領域得到的廣泛的應用。關于電路板的
Takahashi, A. Ooki, N. Nagai, Α. Akahoshi, H. Mukoh, Α. Wajima, Μ. Res. Lab, High densitymultilayer printed circuit board for HITAC M-880, IEEE Trans. onComponents, Packaging, and Manufacturing Technology,1992,15(4) :418_425。隨著電路板產(chǎn)品層數(shù)增加，電路板產(chǎn)品在實際工作時，往往會產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象， 影響電路板信號傳送。這樣，在電路板產(chǎn)品中需要設置電磁屏蔽層。目前，采用的電磁屏蔽層通常采用厚度較小的不銹鋼片制作，將不銹鋼片設置于電路板產(chǎn)品相鄰的兩銅箔層之間，從而起到電磁屏蔽的作用。然而，不銹鋼片的重量較大，從而增加了電路板產(chǎn)品的重量。 并且不銹鋼片的撓折性較差，采用不銹鋼片制作的電磁屏蔽層影響柔性電路板撓折性能。 由于不銹鋼片的價格較高，增加了電路板的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內容
因此，有必要提供一種電路板基板及其制作方法，所述電路板基板能夠應用于電路板以起到電磁屏蔽作用。以下將以實施例說明一種電路板基板及其制作方法。一種電路板基板，其包括依次堆疊的絕緣基材層、環(huán)氧樹脂復合材料層、膠層及金屬層。所述環(huán)氧樹脂復合材料層由環(huán)氧樹脂復合材料組成。所述環(huán)氧樹脂復合材料包括端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、碳納米管及無機分散材料，所述碳納米管在所述環(huán)氧樹脂復合材料中所占的質量百分比為4. 6%至16%?！N電路板基板的制作方法，包括步驟制作環(huán)氧樹脂復合材料，所述環(huán)氧樹脂復合材料包括端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、碳納米管及無機分散材料，所述碳納米管在所述環(huán)氧樹脂復合材料中所占的質量百分比為4. 6%至16% ；提供絕緣基材層；將所述環(huán)氧樹脂復合材料涂布于絕緣基材層的表面形成環(huán)氧樹脂復合材料層；固化所述環(huán)氧樹脂復合材料層；提供金屬層；在金屬層表面形成膠層；壓合表面形成有環(huán)氧樹脂復合材料層的絕緣基材層及表面形成有膠層的金屬層，并使得膠層接觸粘結環(huán)氧樹脂復合材料層；以及固化所述膠層。相比于現(xiàn)有技術，本技術方案提供的電路板基板，其中間設置有環(huán)氧樹脂復合材料層，所述環(huán)氧樹脂復合材料層中具有分散均勻的碳納米管而具有電磁屏蔽作用，當所述電路板基板用于制作多層電路板時，所述環(huán)氧樹脂復合材料層能夠起到電磁屏蔽作用，并能夠防止導電線路之間的離子遷移問題。并且，環(huán)氧樹脂復合材料層具有良好的柔韌性，相比于現(xiàn)有技術中的不銹鋼片，能夠增加柔性電路板的撓折性能，并且可以降低電路板的生產(chǎn)成本。本技術方案提供的電路板基板的制作方法，能夠方便地制作所述電路板基板。


圖1是本技術方案實施方式提供的電路板基板的剖視圖。圖2是本技術方案實施例提供的絕緣基材的剖視圖。圖3是本技術方案實施例提供的在絕緣基材表面形成環(huán)氧樹脂復合材料層后的剖視圖。圖4是本技術方案實施例提供的金屬層的剖視圖。圖5是本技術方案實施例提供的金屬層上膠層后的剖視圖。主要元件符號說明電路板基板100絕緣基材層110第一表面111第二表面112環(huán)氧樹脂復合材料層120膠層130金屬層140第三表面1具體實施例方式下面結合實施例對本技術方案提供的電路板基板及其制作方法進一步的詳細說明。請參閱圖1，本技術方案提供一種電路板基板100，其包括依次堆疊的絕緣基材層 110、環(huán)氧樹脂復合材料層120、膠層130及金屬層140。絕緣基材層110用于承載環(huán)氧樹脂復合材料層120，并起到電絕緣的作用。本實施例中，絕緣基材層110的材質為聚酰亞胺。絕緣基材層110的厚度可以根據(jù)實際需要進行設定，其厚度可以為10微米至50微米，優(yōu)選為25微米。膠層130用于粘接環(huán)氧樹脂復合材料層120和金屬層140，并使得環(huán)氧樹脂復合材料層120和金屬層140之間相互電絕緣。本實施例中，膠層130采用的材料為熱固性環(huán)氧樹脂膠。膠層130的厚度約為8至15微米，優(yōu)選為12微米。金屬層140用于在電路板的制作過程中制作導電線路。本實施例中，金屬層140 為銅箔，其厚度約為10微米至25微米，優(yōu)選為18微米。金屬層140也可以采用其他金屬材料如銀等制成。環(huán)氧樹脂復合材料層120用于起到電磁屏蔽作用。環(huán)氧樹脂復合材料層120的厚度可以根據(jù)實際需要屏蔽的電磁干擾的強弱進行設定。環(huán)氧樹脂復合材料層120的厚度約為2微米至8微米，優(yōu)選為3微米。環(huán)氧樹脂復合材料層120控制在此范圍內，可以有效地避免電路板基板100發(fā)生翹曲等問題的產(chǎn)生。環(huán)氧樹脂復合材料層120內的環(huán)氧樹脂復合材料包括端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、碳納米管、無機分散材料、硬化劑、催化劑、溶劑及消泡劑。
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所述端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂與端羧基聚合物發(fā)生共聚合反應后的產(chǎn)物，即環(huán)氧樹脂末端的環(huán)氧基與端羧基聚合物的末端的羧基發(fā)生反應而生成一個酯基，從而得到有包括交替的環(huán)氧樹脂重復單元和端羧基聚合物的重復單元的聚合物。其中， 環(huán)氧樹脂可以為雙酚A型環(huán)氧樹脂，端羧基聚合物可以為液態(tài)聚丁二烯丙烯腈(CTBN)。本實施例中，采用的環(huán)氧樹脂在未改性前的環(huán)氧當量為180至195，優(yōu)選為188，羧基聚合物改性后的環(huán)氧樹脂的還氧當量為323至352，優(yōu)選為337。端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂在環(huán)氧樹脂復合材料中的質量百分比約為55%至65%，優(yōu)選約為60%。碳納米管作為導電材料，其均勻分散于端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂中，以起到電磁屏蔽作用。碳納米管在復合材料中所占的質量百分比為4. 6%至16%。復合材料中碳納米管的含量多少可以根據(jù)實際需要得到復合材料的導電性能進行確定。環(huán)氧樹脂復合材料中碳納米管的含量越多，環(huán)氧樹脂復合材料的電阻越小，復合材料中碳納米管的含量越少，環(huán)氧樹脂復合材料的電阻越大。無機分散材料用于分散碳納米管，以使得碳納米管可以均勻分布于環(huán)氧樹脂復合材料中。所述無機分散材料為納米粘土或者納米云母粉。所述納米粘土為2:1的頁硅酸鹽，其具體可以為蒙脫石(Montmor i 1 loni te，分子式為Mx (Al4_xMgx) Si8O20 (OH) 4)、鋰蒙脫石(Hectorite，分子式*Mx(Mg6_x Lix) Si8O20 (OH)4)或者皂石(Saponite，分子式為 MxMg6(Si8^xAlx)O20(OH)4)等。其中，碳納米管與無機分散材料的質量比為8至12比1。所述硬化劑用于對復合材料起到硬化作用。本實施例中，采用的硬化劑為雙氰胺 (Dicyandiamine)，所述硬化劑于環(huán)氧樹脂復合材料所占的質量百分比約為5%。硬化劑的用量應與端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂相對應，其中端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂與硬化劑的質量比約為13至14比1。所述催化劑為2- i^一烷基咪唑O-Undecylimidazole)，催化劑的含量與端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂的含量相互對應。催化劑于環(huán)氧樹脂復合材料中所占的質量百分含量約為0.5%至1%，優(yōu)選為0.65%。所述溶劑為二乙二醇單乙醚醋酸酯(Diethylene glycolmonoethyl ether acetate)，所述溶劑在環(huán)氧樹脂復合材料中的含量約為20%至 25%，優(yōu)選為對％。該溶劑用于溶解上述其他組分，以形成均勻的液態(tài)分散體系。所述消泡劑用于消除上述環(huán)氧樹脂復合材料中的泡沫，所述消泡劑在環(huán)氧樹脂復合材料中的質量百分比約為2%。所述消泡劑可以為市售的臺灣淳政公司生產(chǎn)的2183H消泡劑。優(yōu)選地，在環(huán)氧樹脂復合材料中，端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂的質量百分含量約為60.3%，碳納米管的質量百分含量約為7.8%，無機分散材料的質量百分含量約為 0.6%，硬化劑的質量百分含量約為4.5%、催化劑的質量百分含量約為0. 65%，溶劑的質量百分含量約為24. 3%，消泡劑的質量百分含量約為1. 85%。本技術方案還提供一種所述電路板基板100的制作方法，所述電路板基板100的制作方法包括如下步驟第一步，制作環(huán)氧樹脂復合材料。本實施例中所述環(huán)氧樹脂復合材料可采用如下方法制作首先，采用端羧基聚合物改性環(huán)氧樹脂以得到端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂。將端羧基聚合物及環(huán)氧樹脂放置于共同放置于反應容器中，并維持反應溫度為 120攝氏度，在攪拌的條件下反應約3小時，從而得到端羧基聚合物改性后環(huán)氧樹脂。本實
5施例中，采用的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，其環(huán)氧當量為188。采用的端羧基聚合物可以為液態(tài)聚丁二烯丙烯腈(CTBN)，反應后得到的改性后的還氧樹脂的環(huán)氧當量為337。經(jīng)過上述反應，環(huán)氧樹脂末端的一個環(huán)氧基與端羧基聚合物末端的一個羧基相互結合，并脫除一個分子的水，從而得到一個酯基。從而相比于未進行改性的環(huán)氧樹脂，改性后的環(huán)氧樹脂具有良好的柔軟性。當然，采用的環(huán)氧樹脂不限于本實施例提供的雙酚A型環(huán)氧樹脂，其也可以為其他類型的環(huán)氧樹脂。采用的端羧基聚合物也不限于本實施例中提供的液態(tài)聚丁二烯丙烯腈，其也可以為端羧基聚酯等聚合物。然后，將碳納米管均勻分散于無機分散材料中以形成分散均勻的納米碳管分散體。采用物理方式將碳納米管分散于無機分散材料中。所述無機分散材料可以為層狀納米粘土或者納米云母粉。本實施例中，選用的無機分散材料為層狀納米粘土。配置質量比8至12比1的納米碳管與層狀納米粘土，并通過攪拌或者震蕩的方式混合，使得碳納米管均勻分散于所述層狀納米粘土中。采用的層狀納米粘土可以為2 1的頁硅酸鹽，其具體可以為蒙脫石、鋰蒙脫石或者皂石等。采用的碳納米管可以為單壁碳納米管，也可以為多壁碳納米管。最后，將端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、納米碳管分散體、溶劑、硬化劑、催化劑及消泡劑進行混合并研磨分散，從而得到環(huán)氧樹脂復合材料。本實施例中，采用三滾筒式研磨分散機對所述的端羧基聚合物改性環(huán)氧樹脂、納米碳管分散體、溶劑、硬化劑、催化劑及消泡劑進行研磨分散。將上述端羧基聚合物改性環(huán)氧樹脂、納米碳管分散體、溶劑、硬化劑、催化劑及消泡劑按照上述各自的含量投入于三滾筒式研磨分散機中，啟動三滾筒式研磨分散機以進行研磨分散，從而使得上述各組成中固體成份均勻分散于液體成分中，從而形成分散均勻的環(huán)氧樹脂復合材料。本實施例中，在上述各成分中，端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂的質量百分含量約為60. 3%，碳納米管的質量百分含量約為7. 8%，無機分散材料的質量百分含量約為0. 6%，硬化劑的質量百分含量約為4. 5%、催化劑的質量百分含量約為0. 65%，溶劑的質量百分含量約為24. 3%，消泡劑的質量百分含量約為1.85%。為了得到不同表面電阻率的環(huán)氧樹脂復合材料，可以通過改變投料時納米碳管分散體的用量進行控制。當碳納米管占復合材料的質量百分比為4. 6%至16%之間，環(huán)氧樹脂復合材料表面電阻率變化區(qū)間約為十萬歐姆至十歐姆之間。其中，環(huán)氧樹脂復合材料中碳納米管的含量越大，環(huán)氧樹脂符合材料的表面電阻率越小。通過所述方法制作的環(huán)氧樹脂復合材料，其粘度可以達到70000厘泊，外觀呈現(xiàn)黑色，微弱反光。在顯微鏡放大100倍觀測下，無孔洞。并具有良好的附著特性和焊錫特性， 并且能夠耐酸、堿及溶劑的腐蝕。溫度為25攝氏度時，在質量百分含量為10%的鹽酸或質量百分含量為10%的氫氧化鈉溶液中浸泡0. 5小時，均無剝落現(xiàn)象。在丙酮中浸泡17小時后進行百格附著測試，也無剝落現(xiàn)象。請參閱圖2，第二步，提供絕緣基材層110。絕緣基材層110為一層絕緣基材膜，其可以由聚酰亞胺(PI)制成。絕緣基材層110 的厚度為10微米至50微米。絕緣基材層110具有相對的第一表面111和第二表面112。請參閱圖3，第三步，將所述環(huán)氧樹脂復合材料涂布于絕緣基材層110的第一表面111，以形成環(huán)氧樹脂復合材料層120。本實施例中，采用狹縫式涂布機將液態(tài)的環(huán)氧樹脂復合材料涂布于絕緣基材層 110的第一表面111，以形成環(huán)氧樹脂復合材料層120。本實施例中由于采用狹縫式涂布機進行涂布，可以控制形成的環(huán)氧樹脂復合材料層120的厚度滿足要求并且涂層均勻。本實施例中，形成的環(huán)氧樹脂復合材料層120的厚度為2微米至20微米，優(yōu)選為3至10微米。 環(huán)氧樹脂復合材料層120具有遠離絕緣基材層110的第三表面121。第四步，對絕緣基材層110涂布形成的環(huán)氧樹脂復合材料層120進行處理，以使得環(huán)氧樹脂復合材料層120固化。本實施例中，環(huán)氧樹脂復合材料層120固化采用的方法為預烘烤及熟化處理。在對環(huán)氧樹脂復合材料層120進行預烘烤的持續(xù)的時間約為15分鐘，預烘烤時保持的溫度約為80攝氏度。通過進行預烘烤處理，使得環(huán)氧樹脂復合材料層120中的溶劑揮發(fā)。在對環(huán)氧樹脂復合材料層120進行熟化處理時，熟化處理時保持的溫度約為150 攝氏度，持續(xù)的時間約為30分鐘。通過熟化處理后，使得環(huán)氧樹脂復合材料層120中的端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、無機分散材料、硬化劑、催化劑及消泡劑等之間發(fā)生反應，使得環(huán)氧樹脂復合材料層120形成固態(tài)的膜狀結構?？梢岳斫獾氖?，進行預烘烤和熟化的持續(xù)時間和溫度可以根據(jù)實際的環(huán)氧樹脂復合材料層120的厚度進行確定，當環(huán)氧樹脂復合材料層120厚度較大時，可以將處理的時間適當延長或溫度適當調高，而當環(huán)氧樹脂復合材料層120厚度較小時，可以將處理的時間適當縮短或溫度適當降低，以保證環(huán)氧樹脂復合材料層120能夠形成固態(tài)膜狀結構。請參閱圖4，第五步，提供金屬層140。本實施例中，金屬層140為銅箔，其厚度約為10微米至25微米。金屬層140具第三表面141。請參閱圖5，第六步，在金屬層140的第三表面141涂布上形成膠層130。本實施例中，采用狹縫式涂布機將液態(tài)的膠層材料涂布于金屬層140的第三表面 141。采用的液態(tài)膠層材料為熱固性環(huán)氧樹脂膠，控制形成的膠層130的厚度為8至15微米。在涂布形成膠層130之后，還可以進一步包括對形成的膠層130進行烘烤的步驟， 使得形成的膠層130半固化狀態(tài)，以方便存儲和應用。本實施例中，對形成的膠層130進行烘烤的時間為15分鐘，烘烤持續(xù)的時間為80攝氏度。請參閱圖1，第七步，壓合表面形成有環(huán)氧樹脂復合材料層120的絕緣基材層110 及表面形成有膠層130的金屬層140，并使得膠層130接觸粘結環(huán)氧樹脂復合材料層120。本實施例中，壓合時控制的溫度為100攝氏度，壓合的速率為2米每分鐘，壓合時的壓力為4至25千克力每平方厘米。通過壓合之后，使得絕緣基材層110、環(huán)氧樹脂復合材料層120、膠層130及金屬層140成為一個整體。第八步，對膠層130進行熟化處理，使得膠層130固化。本實施例中，進行熟化處理的溫度為180攝氏度，熟化處理的時間為60分鐘。經(jīng)過熟化處理，使得半固化的膠層130固化，并且，由于膠層130的材料中具有環(huán)氧樹脂，具有環(huán)氧基官能團，環(huán)氧樹脂復合材料層120也具有環(huán)氧基官能團，在環(huán)氧樹脂復合材料層120和膠層130相互接觸的表面，環(huán)氧樹脂復合材料層120的材料和膠層130材料之間發(fā)生化學反應，從而使得環(huán)氧樹脂復合材料層120和膠層130之間的結合力增強。本技術方案提供的電路板基板，其中間設置有環(huán)氧樹脂復合材料層，所述環(huán)氧樹脂復合材料層中具有分散均勻的碳納米管而具有電磁屏蔽作用，當所述電路板基板用于制作多層電路板時，所述環(huán)氧樹脂復合材料層能夠起到電磁屏蔽作用，并能夠防止導電線路之間的離子遷移問題。并且，環(huán)氧樹脂復合材料層具有良好的柔韌性，相比于現(xiàn)有技術中的不銹鋼片，能夠增加柔性電路板的撓折性能，并且可以降低電路板的生產(chǎn)成本。本技術方案提供的電路板基板的制作方法，能夠方便地制作所述電路板基板?？梢岳斫獾氖?，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術構思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種電路板基板，其包括依次堆疊的絕緣基材層、環(huán)氧樹脂復合材料層、膠層及金屬層，所述環(huán)氧樹脂復合材料層由環(huán)氧樹脂復合材料組成，所述環(huán)氧樹脂復合材料包括端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、碳納米管及無機分散材料，所述碳納米管在所述環(huán)氧樹脂復合材料中所占的質量百分比為4. 6%至16%。
2.如權利要求1所述的電路板基板，其特征在于，所述端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂為液態(tài)聚丁二烯丙烯腈改性的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
3.如權利要求1所述的電路板基板，其特征在于，所述端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂在環(huán)氧樹脂復合材料中的質量百分比為55%至65%。
4.如權利要求1所述的電路板基板，其特征在于，所述無機分散材料為納米粘土或者納米云母粉。
5.如權利要求1所述的電路板基板，其特征在于，所述碳納米管與無機分散材料的質量比為8至12比1。
6.如權利要求1所述的電路板基板，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂復合材料復合材料還包括硬化劑、溶劑、催化劑及消泡劑，所述硬化劑為雙氰胺，所述溶劑為二乙二醇單乙醚醋酸酯，所述催化劑為2-十一烷基咪唑。
7.如權利要求1所述的電路板基板，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂復合材料層的厚度為2 微米至8微米。
8.一種電路板基板的制作方法，包括步驟制作環(huán)氧樹脂復合材料，所述環(huán)氧樹脂復合材料包括端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、 碳納米管及無機分散材料，所述碳納米管在所述環(huán)氧樹脂復合材料中所占的質量百分比為 4. 6%M 16% ；提供絕緣基材層；將所述環(huán)氧樹脂復合材料涂布于絕緣基材層的表面形成環(huán)氧樹脂復合材料層； 固化所述環(huán)氧樹脂復合材料層； 提供金屬層； 在金屬層表面形成膠層；壓合表面形成有環(huán)氧樹脂復合材料層的絕緣基材層及表面形成有膠層的金屬層，并使得膠層接觸粘結環(huán)氧樹脂復合材料層；以及固化所述膠層。
9.如權利要求8所述的電路板基板的制作方法，其特征在于，制作環(huán)氧樹脂復合材料包括步驟采用端羧基聚合物對環(huán)氧樹脂進行改性以得到端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂； 將碳納米管均勻分散于無機分散材料中，以得到碳納米管分散體，所述無機分散材料為納米粘土或者納米云母粉；以及將所述端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂與碳納米管分散體進行混合并研磨分散，以得到環(huán)氧樹脂復合材料。
10.如權利要求8所述的電路板基板的制作方法，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂復合材料采用狹縫式涂布機涂布于絕緣基材層的一個表面，環(huán)氧樹脂復合材料層的厚度為2微米至 8微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電路板基板，其包括依次堆疊的絕緣基材層、環(huán)氧樹脂復合材料層、膠層及金屬層。所述環(huán)氧樹脂復合材料層由環(huán)氧樹脂復合材料組成。所述環(huán)氧樹脂復合材料包括端羧基聚合物改性的環(huán)氧樹脂、碳納米管及無機分散材料，所述碳納米管在所述環(huán)氧樹脂復合材料中所占的質量百分比為4.6％至16％。本發(fā)明還提供一種所電路板基板制作方法。
文檔編號B32B27/08GK102378480SQ201010262559
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權日2010年8月25日
發(fā)明者何明展 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司, 臻鼎科技股份有限公司