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TW201538532A - 交聯的氟聚合物電路材料、電路層板及其製造方法 - Google Patents

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TW201538532A
TW201538532A TW104110856A TW104110856A TW201538532A TW 201538532 A TW201538532 A TW 201538532A TW 104110856 A TW104110856 A TW 104110856A TW 104110856 A TW104110856 A TW 104110856A TW 201538532 A TW201538532 A TW 201538532A
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Shawn Williams
Ronald Boisvert
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Rogers Corp
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Abstract

電路次組件，包含一配置於介電基材層上的傳導層，其中該介電基材層係包含一交聯的氟聚合物。

Description

交聯的氟聚合物電路材料、電路層板及其製造方法
本揭露通常係關於交聯的氟聚合物電路材料，製造該電路材料的方法，以及由此形成的物品，包括電路以及電路積層板。
如本文所述，電路材料係用於製造電路及多層電路，以及包括電路次組件、結合夾層(bond ply)、經樹脂塗佈的傳導層(conductive layer)、未包層(unclad)的介電基材層(dielectric substrate layer)、游離的膜以及包覆的膜。電路積層板係一種電路次組件，其具有固定貼附於介電基材層上的傳導層(例如銅)。雙包層電路積層板係在介電基材層的每一側上具有二傳導層。藉由例如蝕刻(etch)來圖形化基層板的傳導層以提供一電路。多層電路包含複數個傳導層，其中至少一個含有傳導性的佈線圖形(wiring pattern)。一般而言，多層電路係藉由下述方法來形成：藉由使用結合夾層來一起層疊一或多個電路、藉由經樹脂塗佈之傳導層(其隨後係經蝕刻)來建立其他層、或者藉由加入未包層之介電基材層並接著加入其他金屬添加劑來建立其他的層。在形成多層電路之後，可使用已知的成孔及電鍍技術於傳導層之間製 作有用的電氣路徑(electrical pathway)。
電路材料包括可為有機聚合物的介電材料。該聚合物可與填料(例如二氧化矽)合併以調整該聚合物的介電性質或其他性質。舉例而言，電路次組件介電質(circuit subassembly dielectric)係與玻璃纖維加強環氧樹脂(glass fabric-reinforced epoxy resin)一起被製造。較為極性的環氧材料鍵結至金屬表面(例如銅箔)較佳。然而，於環氧樹脂中的極性基團也會導致相對較高的介電常數(dielectric constant)及高的耗散因子(dissipation factor)。在一些例子中，藉由使用較非極性的系統(例如那些基於聚丁二烯、聚異戊二烯、或聚伸苯(polyphenylene)的氧化物)來達到較佳的電氣性能。然而，這些較低極性樹脂系統的不理想結果係本身較難鍵結至金屬表面。
此外，為了使電子裝置及其上的特徵能變的較小，藉由在一高玻璃轉移溫度(glass transition temperature)中使用電路介電材料來促進密集電路佈局的製造。然而，當使用低介電常數、低耗散因子，以及高玻璃轉移溫度的介電基材時，可降低在傳導層以及介電基材層之間的黏附。當傳導層係低或非常低粗糙度的銅箔(低階(low profile)銅箔)時，更可顯著的降低黏附。這樣的銅箔可被用於密集電路的設計以及高頻應用(high frequency application)中以分別增進蝕刻清晰度(etch definition)及降低由於粗糙度所造成的導體損耗(conductor loss)。為了增進介電電路基材以及導電層表面之間的結合，已經做了很多努力。
綜觀上述，該領域仍需要擁有所需之加工及製作特性的介電材料，並另提供整體提升的介電性能，特別是整體提升 在高頻下的介電性能。如果該介電材料可被用於薄型裝置中則更顯其益處。
前述的缺陷以及缺點可藉由包含一交聯之氟聚合物介電材料的一電路材料來改善。特別的是，一電路次組件包含配置在一介電基材層上的一傳導層，其中該介電基材層包含一交聯的氟聚合物。
包含該電路次組件的電路也被描述。
在另一方面，製作包含配置一傳導層在一介電基材層(包含交聯的氟聚合物介電材料)上的一電路次組件，並層疊該介電基材層及該傳導層。
藉由以下的圖式、實施方式以及實施例來進一步說明本發明。
10‧‧‧單包層積層板
12‧‧‧傳導金屬層
14、24、34、52、62‧‧‧介電基材層
20‧‧‧雙包層電路層
22、26、36、82、92‧‧‧傳導層
30‧‧‧電路次組件
32‧‧‧電路層
40‧‧‧多層電路次組件
50‧‧‧第一雙包層電路
54、56、64、66‧‧‧傳導電路層
60‧‧‧第二雙包層電路
70、84、94‧‧‧結合夾層
80、90‧‧‧帽層
現在參照例示性圖式，其中在該圖式中，類似的元件係標號一致：第1圖係一單包層積層板(single clad laminate)的示意圖；第2圖係一雙包層積層板的示意圖；第3圖係一有經圖形化傳導層之雙包層積層板的示意圖；第4圖係一包含二雙包層電路積層板之例示性電路組件的示意圖。
熱塑性氟聚合物係可用於經印刷之電路板的最低損耗聚合物系統之一。然而，氟聚合物並非容易適用於低成本的製造過程。此外，氟聚合物具有其他的性能限制，例如高熱膨脹係數(coefficients of thermal expansion，CTE)、高的處理溫度要求、以及極端的化學抗性。這些特性會限制氟聚合物在經印刷之電路板中的廣泛使用。
本文所提供的係電路材料，其係包括交聯之氟聚合物的介電材料(例如，一介電基材層)。相較於沒有經交聯官能基的氟聚合物而言，交聯的氟聚合物可顯示出降低或較低的熱膨脹係數，並且提升整體的介電性能。交聯的能力允許氟聚合物使用熱固性製作加工方法來加工。可增進未交聯的聚合物的熔化流動性並降低其加工溫度。氟聚合物可被製造以符合目前阻燃性的標準。在某些方面，介電基材層包含一或多個填料。加入填料至氟聚合物中可增進剛性及抗潛變性(creep resistance)。
氟聚合物可係經氟化的同元聚合物(homopolymer)或共聚物(copolymer)。在一些實施態樣中，氟聚合物係四氟乙烯、偏二氟乙烯(vinylidene fluoride)、氟乙烯、全氟醚(perfluoroether)、四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚(tetrafluoroethylene-perfluoropropylene vinyl ether)、三氟氯乙烯(chlorotrifluoroethylene)、或包含前述至少一者之組合的聚合物。當共單體存在時，該共單體可為，舉例而言，全氟甲基乙烯醚(perfluoromethyl vinyl ether)、全氟丙烯乙烯醚(perfluoropropylene vinyl ether)、六氟丙烯(hexafluoropropylene)、全氟丁基乙烯(perfluorobutyl ethylene)、乙烯、丙烯、丁烯、或一包含前述至少一者的組合。具體的氟聚合物係聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifluoroethylene，PCTFE)、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚共聚物(也就是PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer)、以及四氟乙烯-乙烯共聚物。可使用包含前述之同元聚合物以及共聚物之至少一者的組合。
藉由納入可交聯單體至氟聚合物(包括該氟聚合物的終端)的骨架中，該氟聚合物係呈現可交聯的。交聯官能基的量及種類係經選擇使得介電材料的電子性能、CTE、及其他重要特性不會實質上劣化，同時併入交聯官能基的正向屬性。取決於納入骨架之小百分比(例如，0.1重量%至15重量%)交聯單體的類型，可以干擾氟聚合物於結晶上的傾向，因而在加工過程中增加所得之介電組合物的抗潛變性並積極影響該聚合物的流動性。因此可以認為在氟聚合物中納入一可交聯的部分可允許交聯能力來提供顯著的加工以及性能優勢。
取決於得到之所需特性，可藉由所屬技術領域中已知之任何熱、化學、或光起始交聯技術來交聯可交聯單體。例示性的交聯官能基包括(甲基)丙烯酸酯，其包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。舉例而言，美國專利字號8580897及8394870描述了一具有化學式：H2C=CR'COO-(CH2)n-R-(CH2)n-OOCR'=CH2的可交聯氟聚合物，其中R係一如上述之氟化單體或共單體的寡聚物，R'係H或-CH3，而且n係1至4。在一些實施態樣中，R係i)一包含偏二氟乙烯及全氟(甲基乙烯醚)之經共聚化單元的寡聚物；ii)一包含偏二氟乙烯及六氟丙烯之經共聚化單元的寡聚 物；iii)一包含四氟乙烯及全氟(甲基乙烯醚)之經共聚化單元的寡聚物；或iv)一包含四氟乙烯及烯烴(hydrocarbon olefin)之經共聚化單元的寡聚物。在一些實施態樣中，該寡聚物包含經共聚化單元，其係選自以下所構成的群組：i)偏二氟乙烯、四氟乙烯及全氟(甲基乙烯醚)；ii)四氟乙烯、全氟(甲基乙烯醚)及乙烯；iii)偏二氟乙烯、六氟丙烯及四氟乙烯；以及iv)四氟乙烯、偏二氟乙烯及丙烯。該寡聚物可具有平均分子量為1000道爾頓(dalton)至25000道爾頓。可藉由暴露二丙烯酸酯至一自由基來源，透過在氟聚合物上的端點丙烯酸基團來起始自由基交聯反應以製造交聯的氟聚合物網路。該自由基來源可係紫外光靈敏的自由基起始劑(即，光起始劑或紫外線起始劑)或有機過氧化物的熱分解。合適的光起始劑及有機過氧化物係該領域中所習知。可交聯的氟聚合物可商購，舉例而言，偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯的三元共聚物，其係包含50-85%偏二氟乙烯單體單元，其中具有<1%的單體單元提供一碘固化點，可自DuPont公司以Viton® B的名稱取得。在交聯Viton® B中，可使用每100份Viton® B中之10份的三烯丙基異氰脲酸酯(triallyisocyanurate，TAIC)及每100份Viton® B中之10份的光起始劑(例如自Ciba-Geigy取得的IRGACURE® 907)。
交聯的氟聚合物可被使用及併入不同形式及組合的介電材料。舉例而言，可使用氟聚合物作為在介電材料中唯一的聚合物，或與其他的介電聚合物一起。特別的是，可使用氟聚合物與其他聚合物一起作為聚合物的混合物或作為與其他聚合物的分離層。舉例而言，可使用熱固性聚丁二烯及/或聚異戊二烯與 交聯的氟聚合物相連接。例示性其他的介電聚合物包括低極性、低介電常數及低損耗的聚合物，例如1,2-聚丁二烯(PBD)、聚異戊二烯、聚丁二烯-聚異戊二烯共聚物、聚醚醯亞胺(PEI)、聚亞醯胺(polyimide)、聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)、聚醯胺醯亞胺(polyamidimide)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚對苯二甲酸環己酯(polycyclohexylene terephthalate)、環氧樹脂、聚二苯醚(polyphenylene ethers)、經烷基化聚苯醚(allylated polyphenylene ethers)、乙烯及丙烯單體的共聚物(EPM)、以及乙烯、丙烯及二烯類單體的三元共聚物(EPDM)、含未飽和聚丁二烯或聚異戊二烯的彈性體、乙烯的同元聚合物或共聚物，例如，聚乙烯及乙烯氧化物的共聚物；天然橡膠；降莰烯聚合物(norbornene polymer)，例如，聚二環戊二烯(polydicyclopentadiene)；氫化的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物及丁二烯-丙烯腈共聚物；未飽和的聚酯；及其類似。
不同聚合物的相對量，舉例而言，交聯氟聚合物及視需要的其他聚合物，可取決於所使用之特定的介電金屬層、電路材料及電路積層板的所欲特性、及其類似考量而有所不同。每個成分的適當量取決於所欲特性而不用過度實驗來決定。舉例而言，這些共聚物的用量一般係在全部介電聚合物中少於50重量%，例如0.1重量%至30重量%，或1重量%至10重量%。
為了特定特性或加工修改，舉例而言，增加固化後氟聚合物的交聯密度，可加入可固化自由基的單體。可作為適合交聯劑的例示性的單體包括，舉例而言，二、三或更高的乙烯類未飽和單體，例如二乙烯苯、三聚氰酸三烯丙酯、酞酸二烯丙酯及多官 能基丙烯酸酯單體(例如，可自Sartomer(USA，Newtown Square，PA)獲得的Sartomer®樹脂)、或其組合，以上所有皆可商購。當使用交聯劑時，可基於全部的組合物以大約20重量%的量，具體而言為1重量%至15重量%的量存在於介電聚合物系統中。
一固化劑可被用於加快該固化反應。對具有烯烴反應位的交聯基團而言，有用的固化劑係有機過氧化物，例如雙異苯丙基過氧化物(dicumyl peroxide)、過苯甲酸三級丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己烷(2,5-dimethyl-2,5-di(t-butyl peroxy)hexane)、α,α-二-雙(三級丁基過氧)二異丙基苯(α,α-di-bis(t-butyl peroxy)diisopropylbenzene)及2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己炔-3(2,5-dimethyl-2,5-di(t-butyl peroxy)hexyne-3)，以上皆可商購。他們可獨自使用或一起使用。固化劑的一般量在全部聚合物組合物中係自大約1.5重量%至大約10重量%。
除了氟聚合物之外，介電複合物可視需要更包括編織(woven)、合適纖維的熱穩定網，具體而言為玻璃(E、S、及D玻璃)或高溫度聚酯纖維。這樣的熱穩定纖維加強物可透過在該積層板平面中控制固化時收縮率的手段來提供一電路積層板。此外，使用編織或非編織網加強物以呈現一相對高機械強度的電路基材。
在某些方面，介電材料包含氟聚合物系統及填料成分以提供一用於電路材料(例如，電路次組件及結合夾層)的介電複合物。使用填料可允許微調介電常數、耗散因子、熱膨脹係數、及介電複合物材料的其他特性。
顆粒狀填料的例子包括，但不限於，二氧化鈦(金紅石及銳鈦礦)、鈦酸鋇、鈦酸鍶、二氧化矽(包括熔融非晶性二氧化矽)、剛玉、矽灰石、Ba2Ti9O20、實心玻璃球、合成玻璃或陶瓷空 心球、石英、氮化硼、氮化鋁、碳化矽、氧化鈹(beryllia)、氧化鋁、氫氧化鋁(alumina trihydrate)、氧化鎂、雲母、滑石、奈米黏土(nanoclays)及氫氧化鎂。可使用一單一填料，或一填料的組合來提供所需特性的平衡。該填料表面可視需要以含矽塗佈來處理，例如，有機官能基烷氧基矽烷偶聯劑。或者，可使用鋯酸鹽或鈦酸鹽偶聯劑。這樣的偶聯劑可以增進在聚合基質中該填料的分散並降低完成之複合物電路基材的吸水率。此外或或者，該填料可包括微球(microsphere)，特別是某些硼矽酸鹽微球，其可在介電複合物材料中做為特定填料，以允許製造具有經提升耗散因子及經降低介電常數的電路次組件。該中空微球的密度可在0.1公克/毫升至0.5公克/毫升的範圍內，具體而言為少於0.40公克/毫升，更具體而言為0.16公克/毫升至0.380公克/毫升。
本文所描述的交聯氟聚合物也可用於結合夾層以及包覆膜及其他電路材料(例如，電路積層板)。藉由如本文所描述的交聯來增加在電路板介電材料之氟聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)及/或抗潛變性及降低氟聚合物的熱膨脹係數，可提升所產生材料的高溫度特性。該材料可更具有小於3.5的介電常數Dk，小於0.004的耗散因子Df。在一些實施態樣中，電路次組件展示了在10千兆赫下0.0030至0.0035的耗散因子，小於-153dBc的被動交互調變值(PIM)，而且取決於氟聚合物、交聯的程度以及填料的類型及量而可調整之介電常數可為1至13，例如2至7、2.5至3、或2至9。
製作電路材料的方法，包括電路次組件及結合夾層，包括形成包含交聯的氟聚合物的一介電基材層。該氟聚合物可被部分固化，或被B階段化(B-staged)以形成一結合夾層。
為了製備例如一電路積層板或一經樹脂塗佈之傳導 層的一電路次組件，該方法包含在介電基材層上配置一傳導層；並且層疊該介電基材層及該傳導層。或者，該層可被部分固化，或B階段化，然後層疊。這樣的方法也可包括配置一第二傳導層(例如，銅箔)在介電基材層之第一傳導層(例如，銅箔)的相對側上。這樣的方法可更包括蝕刻一或多個傳導層以提供一電路。
介電材料層可藉由所屬技術領域中已知的手段來製造。加工條件的特別選擇可取決於所選的聚合物基質。舉例而言，當聚合基質係例如PTFE的氟聚合物時，該聚合物基質材料可與一第一載劑液體相混合。混合物可包含在第一載劑液體(即，一乳化液)中之聚合物顆粒的一分散液，或在第一載劑液體中之聚合物液滴的一分散液，或在第一載劑液體中之聚合物之單體或寡聚前驅物的一分散液，或在第一載劑液體中之聚合物的一溶液。如果該聚合物成分係液體，則可不需要第一載劑液體。
第一載劑液體如果存在，其選擇係基於特定聚合基質材料以及被引入至介電複合物材料中之聚合物基質材料的形式。如果希望以溶液引入聚合物材料，選擇一溶劑以做為該特定聚合物基質材料的載劑液體，例如，對於一聚醯亞胺的溶液而言，N-甲基吡咯烷酮(NMP)可係一合適的載劑液體。如果希望以分散液引入聚合物基質材料，則合適的載劑液體係一該基質材料不溶於其中的液體，例如，對PTFE顆粒的分散液及聚醯胺酸的乳化液或丁二烯單體的乳化液而言，水係一合適的載劑液體。
填料成分可視需要分散在一合適的第二載劑液體中，或與第一載劑液體混合(或者當不使用第一載劑時，與液體聚合物混合)。第二載劑液體可為與第一載劑液體相同的液體，或 不是第一載劑液體而與之互溶的液體。舉例而言，如果第一載劑液體係水，第二載劑液體可包含水或酒精。在一個例示性的實施態樣中，第二載劑液體係水。
填料分散液可包括有效量的一介面活性劑以調整第二載劑液體的表面張力，使得第二載劑液體可潤濕該填料。例示性的介面活性劑化合物包括離子介面活性劑及非離子介面活性劑。可購自Dow Chemical的曲拉通X-100(Triton X-100®)已被發現可用於水性填料分散液中以作為一例示性的介面活性劑。一般而言，該填料分散液包含大約10體積%至大約70體積%的填料，以及大約0.1體積%至大約10體積%的介面活性劑，其餘包含第二載劑液體。
聚合基質材料及第一載劑液體的混合物以及在第二載劑液體中的填料分散液可結合以形成一澆鑄混合物(casting mixture)。在該澆鑄混合物中，可選擇相對量的該聚合物基質材料及該填料成分以提供在最終組合物中的所需量。
可藉由加入黏性調整劑來調整澆鑄混合物的黏性，黏性調整劑係基於特定載劑液體或載劑液體之混合物的相容性來選擇以延緩自介電複合物材料中分離(即，沉降或浮選(flotation))填料，並且提供具有與常規層疊設備相容黏度的一介電複合物材料。適合用於水性澆鑄混合物的例示性黏性調整劑包括，例如聚丙烯酸化合物、植物膠及纖維素基化合物。黏性調整劑的具體例子包括聚丙烯酸、甲基纖維素、聚氧化乙烯(polyethyleneoxide)、瓜爾膠(guar gum)、刺槐豆膠(locust bean gum)、羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethylcellulose)、海藻酸鈉(sodium alginate)及黃蓍樹膠(gum tragacanth)。在應用上藉由基於適應介電複合物材料至所選層疊技術的應用，更可提升經調整黏性之澆鑄混合物的黏性，即，超過最小黏性。在一例示性實施態樣中，該經調整黏性的澆鑄混合物展示介於大約10厘泊(centipoise，cp)至大約100000厘泊之間的黏性；具體而言大約100厘泊至10000厘泊之間。所屬技術領域的技藝人士將理解前述黏性數值係於常溫下的數值。
或者，如果載劑液體的黏性足以提供一不會在所關注的時間中分離的澆鑄混合物，則可省略黏性調整劑。具體且舉例而言，在極小顆粒的情況下，例如，當顆粒具有小於0.1微米的相當球形直徑(equivalent spherical diameter)時，並不需要使用黏性調整劑。
經調整黏性之澆鑄混合物的層可藉由常規的方法澆鑄在一基材上，該常規方法例如，浸塗(dip coating)、反向輥塗(reverse roll coating)、輥襯刀塗(knife-over-roll)、板襯刀塗(knife-over-plate)及計量棒塗(metering rod coating)。載劑材料的例子包括金屬膜、聚合物膜、陶瓷膜及其類似。載劑的具體例子包括不鏽鋼箔、聚亞醯胺膜、聚酯膜及氟聚合物膜。或者，澆鑄混合物可被澆鑄在一玻璃網上、或玻璃網可被浸塗。
載體液體及加工助劑(即，介面活性劑及黏性調整劑)係自澆鑄層中被移除(例如，藉由汽化及/或熱分解)以固結(consolidate)聚合物基質材料及任何填料(包括包含中空微球的填料)的介電基材層。
更可加熱聚合物基質材料及填料成分的層以調整該層的物理特性，例如，燒結(sinter)一熱塑性基質材料或固化及 /或後固化一熱固性基質材料。
在其他的方法中，美國專利字號5358775中教示可藉由漿裝擠壓(paste extrusion)及壓延加工(calendaring process)來製作一PTFE複合物介電材料。
在其他的實施態樣中，如果未交聯之氟聚合物的Tg夠低，該聚合物可被軟化或被熔化，與任何填料或其他添加物結合，並澆鑄或擠壓以形成介電基材層。
用於形成電路材料電路積層板的傳導層可包括，但不限於不鏽鋼、銅、金、銀、鋁、鋅、錫、鉛、過渡金屬及包含前述之至少一者的合金，其中銅係做為例示。合適的傳導層包括傳導金屬的一薄層，該傳導金屬係例如現用於形成電路的銅箔，舉例而言，經電沉積(electrodeposited)的銅箔。
在一些實施態樣中，層疊加工意旨在一或多個經塗佈或未經塗佈之傳導層之間放置一或多層的介電複合物材料以形成一堆疊(stack)。具體而言，該傳導層可直接與該介電複合物材料直接接觸而沒有一中間層。或者，在傳導層及介電基材層之間可設置一黏附層或一結合夾層。該結合夾層相對於該介電基材層的厚度可取決於所採用的材料及所欲之應用或預期用途而有所不同。舉例而言，但不應該被解釋為限制，該結合夾層可小於70%、小於50%、小於30%或小於10%之該介電基材層的厚度，以及低至1%該介電基材層的厚度。在其他方面，做為例子的結合夾層以及介電材料可具有相似或一樣的厚度。
然後，在熱與壓力下，層疊多層堆疊。在使用本文所提供的指引下，可由所屬技術領域的技藝人士取決於例如聚合 物的軟化或熔化溫度及基材的厚度的因素，無須過度實驗而易於確定層疊的合適條件。例示性的條件係250℃至450℃，較佳係350℃至410℃，每平方英吋100磅(磅/平方吋，psi)至1000磅(即0.689百萬帕至6.89百萬帕)。可存在其他層，舉例而言，其他傳導層、基材、及/或結合夾層，來製作一電路組件。
在其他的實施態樣中，一或多複合物介電基材層可在一或多個單包層或多包層基層板之間分層。該介電基材層可被B-階段化，其係部分固化。然後在將堆疊置於一壓製機中(例如，一真空壓製機)，在一壓力及溫度下以及合適的持續時間內來結合該等層並形成一積層板。可藉由一階段製程(one-step process)來層疊及固化，舉例而言使用一真空壓製機，或者藉由一多階段製程。在一例示性的一階段製程中，可將堆疊置於一壓製機中，提升至層疊壓力(例如，大約150磅/平方吋至大約400磅/平方吋)並加熱至層疊溫度(例如，大約170℃至大約390℃)。層疊溫度及壓力可維持一所需的浸泡時間(即，大約20分鐘至大約3小時)，並隨後冷卻(仍然在壓力下)至低於大約150℃。
在例示性的多階段製程中，過氧化物固化步驟可在大約150℃至200℃下執行，然後經部分固化的堆疊可在一鈍氣氣氛中受到高能電子束照射固化(E-束固化)或高溫固化步驟。使用雙階段固化可給於所產生之積層板一非常高度的交聯。用於第二階段的溫度通常係大約250℃至大約300℃，或者係該聚合物的分解溫度。可在一烘箱(oven)中也可在一壓製機中執行此高溫固化，也就是起始層疊及固化步驟的延續。取決於特定黏附組合物及基材組合物，所屬技術領域的技藝人士無須過度實驗即 可易於查明特定的層疊溫度及壓力。
現在參照第1圖，說明例示性的電路次組件。該次組件係一單包層積層板10，其係包含一配置在一介電基材層14上並與其相接觸的一傳導金屬層12。該介電基材層14包含交聯的氟聚合物且也可視需要包括顆粒填料從而形成介電複合物材料。一視需要之玻璃網(未示出)可存在於介電基材層14中。在所有本文所描述的實施態樣中可以理解，不同層可全部或部分覆蓋彼此，也可存在其他傳導層、經圖形化電路層及介電基材層。視需要也可存在黏附層(結合夾層)(未示出)，而且可不經固化或經部分固化。使用上述積層板可形成許多不同的多層電路組態。
多層電路組件的其他實施態樣係於第2圖中示出於20。雙包層電路層20包含配置在介電基材層24相對側的傳導層22、26。該介電基材層24包含交聯之氟聚合物及可視需要包括一顆粒狀填料或編織玻璃網，例如，使一介電複合物材料從而形成。介電基材層24也可包含一編織或非編織網(未示出)。
一電路次組件30係於第3圖中示出，包含配置在一介電基材層34之相對側上的一電路層32及一傳導層36。該介電基材層34包含交聯的氟聚合物以及也可視需要包括的一填料(例如，顆粒狀填料)使得一介電複合物材料可從而形成。介電基材層34也可包含一編織或非編織網(未示出)。
第4圖示出一例示性多層電路次組件40，其係具有一第一雙包層電路50，一第二雙包層電路60，以及一配置在其之間的結合夾層70。第一雙包層電路50包含一配置在二傳導電路層54、56之間的介電基材層52。第二雙包層電路60包含一配置在 二傳導電路層64、66之間的介電基材層62。介電基材層52、62中的一者或二者可包含一填料或編織或非編織網，例如，使一介電複合物材料從而形成。每個介電基材層52、62可包含一編織或非編織玻璃加強物(未示出)。也示出二帽層(cap layer)80、90。每個帽層80、90各包括一配置在一結合夾層84、94上的傳導層82、92。一或多個介電基材及/或一或多個結合夾層包含一交聯氟聚合物。一或多個交聯基材及/或一或多個結合夾層也可視需要包含一填料。
可使用一、二或多個結合夾層。在一些實施態樣中，三層的結合夾層包括一中間層，其包含一熱固性組合物及一填料，該中間層係個別夾在包含該熱固性組合物及該填料的第一外層及第二外層之間，其中該中間層的熱固性組合物具有一固化度(degree of cure)，其係大於該等外層之每個熱固性組合物的固化度。在結合夾層中之該等層的至少一個熱固性組合物包括至少一交聯的氟聚合物基質材料。在一些情況下，多於一個或所有熱固性組合物可包括至少一個交聯的氟聚合物基質材料。在每個層中的填料量可一樣或不同。無論在每個層中熱固性組合物及填料組合物的比例，中間層的熱固性組合物具有一固化度，其係大於第一及第二外層中之每個熱固性組合物的固化度。舉例而言，中間層可被完全固化，然而該等外層可被固化較小程度，例如一未經固化或B-階段化的層。
此外，多層電路可藉由使用多層結合夾層以鍵結電路次組件的多層至一含有多個電路化傳導層的經單堆疊電路中來製作。例示性電路次組件可包括，而不限於，單包層積層板、雙 包層積層板及其類似。一單包層積層板，舉例而言，包含一配置在一介電基材層並與其接觸的傳導金屬層。在本文所描述的所有實施態樣中，其可被理解該等不同層可全部或部分覆蓋彼此，亦可存在其他傳導層、經圖形化電路層以及介電基材層。視需要也可存在黏附層(未示出)。一雙包層電路積層板包含二配置在一介電基材層相對側上的傳導層。一或二個傳導層可係一電路的形式。
該傳導層的厚度沒有特別限制，該傳導層的形狀、尺寸或表面結構也沒有任何限制。然而該傳導層較佳係包含大約3微米至大約200微米的厚度，在一些情況下，大約9微米至大約180微米。當存在二或多個傳導層時，該二層的厚度可係相同或不同。
一或多個介電基材層，舉例而言，在雙包層積層板中可包含與結合夾層之介電熱固性組合物相同的一介電材料，或者在基材層中的介電材料可與結合夾層中的介電材料不同。可使用的介電材料包括，舉例而言，玻璃纖維加強環氧樹脂或雙馬來醯亞胺三嗪(bismaleimide triazine，BT)樹脂，以及其他低極性、低介電常數及低損耗的樹脂，例如那些基於1,2-聚丁二烯、聚異戊二烯、聚醚醯亞胺(PEI)、經交聯及未經交聯的聚四氟乙烯(PTFE)、經交聯及未經交聯的四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚共聚物(PFA)、液晶聚合物、聚芳醚酮(polyaryleneetherketone)、聚丁二烯-聚異戊二烯共聚物、聚二苯醚，及那些基於烷基化聚二苯醚(allylated poly(phenylene ether))的樹脂。可使用低極性材料與高極性材料的組合，非限制性的例子包括環氧樹脂及聚二苯醚、環氧樹脂及聚醚醯亞胺、以及氰酸酯及聚二苯醚。這樣的材料可 視需要更包括編織物、合適纖維的熱穩定網，具體而言是玻璃(E、S及D玻璃)或高溫度聚酯纖維(例如來自Eastman Chemical的KODEL)。
可藉由技術領域中已知的手段來形成第4圖中做為例子之經說明的單包層積層板及雙包層積層板及多層電路。在一些實施態樣中，層壓加工意旨放置介電材料的層在一或二經塗佈或未經塗佈之傳導層(一黏附層可被置於至少一傳導層及至少一介電基材層之間)的板之間以形成一電路基材。然後經分層的材料可被放置於一壓製機中，例如，一真空壓製機，在一壓力及溫度下以及合適的持續時間內來鍵結該等層並形成積層板。可使用相同方式來形成多層電路。三層結合夾層係被配置在二雙包層積層板之間而且該組件可接著被放置於一壓製機中，例如，一真空壓製機，在一壓力及溫度下以及合適的持續時間內來鍵結該結合夾層的該等外層至該雙包層積層板的經電路化傳導層上。可藉由一階段製程或藉由多階段製程來層壓及固化，舉例而言，使用一真空壓製機。
實施態樣1：一電路次組件，包含配製在一介電基材層上的一傳導層，其中該介電基材層包含一交聯的氟聚合物。
實施態樣2：如實施態樣1的電路次組件，其中該介電基材層更包含一顆粒狀填料、玻璃加強物，或其二者。
實施態樣3：如實施態樣1或2的電路次組件，其中該顆粒狀填料包含二氧化矽、二氧化鈦、或一包含前述至少一者的組合。
實施態樣4：如實施態樣1至3中任一的電路次組 件，其中該氟聚合物係四氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟氯乙烯、全氟醚、四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚、或一包含前述至少一者之組合，視需要與一共單體的一聚合物。
實施態樣5：如實施態樣4的電路次組件，其中該共單體係全氟甲基乙烯醚、全氟丙烯乙烯醚、六氟丙烯、全氟丁基乙烯、乙烯、丙烯、丁烯、或一包含前述至少一者的組合。
實施態樣6：如實施態樣1至5中任一的電路次組件，其中該氟聚合物係聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、或一包含前述至少一者的組合。
實施態樣7：如實施態樣6的電路次組件，其中該氟聚合物係聚四氟乙烯。
實施態樣8：如實施態樣1至7中任一的電路次組件，其中該電路次組件係一電路積層板。
實施態樣9：如實施態樣8的電路次組件，更包含一配置於該介電基材層之與該第一傳導層相對側上的第二傳導層。
實施態樣10：如實施態樣1至9中任一的電路次組件，其中電路次組件係一經樹脂塗佈的傳導層。
實施態樣11：如實施態樣1至10中任一的電路次組件，其中該傳導層係銅。
實施態樣12：如實施態樣1至11中任一的電路次組件，其中該傳導層係經電路化。
實施態樣13：如實施態樣1至12中任一的電路次組 件，其中該傳導層係與該介電基材層直接接觸。
實施態樣14：如實施態樣1至12中任一的電路次組件，更包含一配置於該傳導層與該介電基材層之間並與其互相接觸的結合夾層。
實施態樣15：如實施態樣14的電路次組件，其中該結合夾層包含一交聯的氟聚合物。
實施態樣16：一種包含如實施態樣1至15中任一之電路次組件的電路。
實施態樣17：一種包含如實施態樣1至16中任一之電路次組件的多層電路。
實施態樣18：一種製造如實施態樣1至17中任一之電路次組件的方法，該方法包含：配置一傳導層在一介電基材層上，其中該介電基材層包含一交聯的氟聚合物；並且在熱與壓力下層疊該介電基材層及該傳導層。
實施態樣19：如實施態樣18的方法，其中係於層疊之前將一結合夾層配置於該傳導層及該介電基材層之間並與其互相接觸。
實施態樣20：一種包含如實施態樣18至19中任一之方法所形成的該電路次組件。
本文所揭露的範圍係包括所載端點且可獨立組合。「組合物」係包括摻合物(blend)、混合物、合金、反應產物及其類似。還有，「包含前述至少一者之組合」的意思包含該清單中之個別的每個元件，以及二或多個清單中之元件的組合，以及一或多個清單中的元件與不在清單中之元件的組合。本文中的該術語 「第一」、「第二」等不表示任何順序、數量或重要性，而是用於自其他元件中區別一元件。本文中的該術語「一(a/an)」不表示數量上的限制，而是表示存在至少一個所載元件。「或」意思為「及/或」。還有，本文使用的「配置」意思為在二層之間至少部分緊密接觸並且包括該等層部分或全部互相接觸。此外，可被理解在不同的實施態樣中可以任何合適的方式將所描述的元件合併。
所有引用的專利、專利申請案及其他參考文獻係全部被併入本文以供參考。然而，如果本申請案中的一術語與該所併入之參考文獻的一術語相矛盾或相衝突，本申請案中的該術語優先於自所併入之參考文獻的矛盾術語。
雖然本發明已經描述參考許多實施態樣，技術領域的技藝人士可理解在不背離本發明的範圍下可做出不同變化而且可用等效物(equivalent)來替換元件。此外，本發明的教示可做出許多修改以適應特定情形或材料而不背離其必要範圍。因此，本發明旨在不限於特定的實施態樣，其係揭露做為預期用於實行本發明的最佳模式，而是本發明包括落於所附之申請專利範圍之範圍中的所有實施態樣。
10‧‧‧單包層積層板
12‧‧‧傳導金屬層
14‧‧‧介電基材層

Claims (20)

  1. 一種電路次組件(circuit subassembly)，包含一配置於介電基材層(dielectric substrate layer)上的傳導層，其中該介電基材層係包含一交聯的氟聚合物。
  2. 如請求項1的電路次組件，其中該介電基材層更包含一顆粒狀填料、一玻璃加強物、或其二者。
  3. 如請求項1或2的電路次組件，其中該顆粒狀填料係包含二氧化矽、二氧化鈦、或一包含前述至少一者的組合。
  4. 如請求項1或2的電路次組件，其中該氟聚合物係四氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟氯乙烯、全氟醚、四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚、或一包含前述至少一者之組合，視需要與一共單體，的一聚合物。
  5. 如請求項4的電路次組件，其中該共單體係全氟甲基乙烯醚(perfluoromethyl vinyl ether)、全氟丙烯乙烯醚(perfluoropropylene vinyl ether)、六氟丙烯(hexafluoropropylene)、全氟丁基乙烯(perfluorobutyl ethylene)、乙烯、丙烯、丁烯、或一包含前述至少一者的組合。
  6. 如請求項1或2的電路次組件，其中該氟聚合物係聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、或一包含前述至少一者的組合。
  7. 如請求項6的電路次組件，其中該氟聚合物係聚四氟乙烯。
  8. 如請求項1或2的電路次組件，其中該電路次組件係一電路積層板(circuit laminate)。
  9. 如請求項8的電路次組件，更包含一配置於該介電基材層之與第一傳導層相對側上的第二傳導層。
  10. 如請求項1或2的電路次組件，其中該電路次組件係一經樹脂塗佈的傳導層。
  11. 如請求項1或2的電路次組件，其中該傳導層係銅。
  12. 如請求項1或2的電路次組件，其中該傳導層係經電路化(circuitized)。
  13. 如請求項1或2的電路次組件，其中該傳導層係與該介電基材層直接接觸。
  14. 如請求項1或2的電路次組件，更包含一配置於該傳導層與該介電基材層之間並與其互相接觸的結合夾層(bond ply)。
  15. 如請求項14的電路次組件，其中該結合夾層係包含一交聯的氟聚合物。
  16. 一種電路，其係包含如請求項1至15中任一項的電路次組件。
  17. 一種多層電路，其係包含如請求項1至15中任一項的電路次組件。
  18. 一種製造如請求項1至15中任一項之電路次組件的方法，該方法包含：配置一傳導層在一介電基材層上，其中該介電基材層係包含一交聯的氟聚合物；以及在熱與壓力下層疊(laminating)該介電基材層以及該傳導層。
  19. 如請求項18的方法，其中係於層疊之前將一結合夾層配置於該傳導層及該介電基材層之間並與其互相接觸。
  20. 一種電路，其係包含藉由如請求項18至19中任一項之方法 所形成的電路次組件。
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