專利名稱：柔性電路板基膜、柔性電路板基板及柔性電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性電路板基膜、包括該柔性電路板基膜的柔性電路板 基板及采用該柔性電路板基板制作的柔性電路板。
背景技術(shù)：
柔性電路板(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)以其優(yōu)異的抗撓曲性能 廣泛應(yīng)用于各種工作時部件之間存在相對運(yùn)動的電子產(chǎn)品例如折疊式手機(jī)， 打印頭，硬盤讀取頭中以提供電力/信號傳輸。
目前柔性電路板逐漸由單層板轉(zhuǎn)向多層板，線路層中的線路密度也越來 越高。參見文獻(xiàn)Takahashi, A. Ooki, N. Naai, A. Akahoshi, H. Mukoh, A. Wajima: M. Res. Lab.， High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880, IEEE Trans. On Components, Packaging, and Manufacturing Technology, 1992， 15(4): 418-425。但同時由于高密度柔性電路板的導(dǎo)電線路線寬越來越細(xì)，線 路的電阻越來越大，產(chǎn)生的熱量也就越來越多。而封裝在電路板上的組件如 集成芯片、電阻等均會產(chǎn)生大量熱量。為保證電路板及電子組件的穩(wěn)定工作， 需要將電路板上產(chǎn)生的熱量及時的散發(fā)出去。
目前制作柔性電路板的基板，以柔性覆銅層壓板最為常見，柔性覆銅層 壓板一般包括柔性絕緣基膜及形成在柔性絕緣基膜上的導(dǎo)電銅層。柔性基膜 一般為聚酰亞胺，其具有很好的撓曲性能，但是其導(dǎo)熱系數(shù)較低。因此采用 一般的柔性覆銅層壓板制作的柔性電路板中熱量并不能很快速的從柔性電路 板內(nèi)散發(fā)出來。
因此，有必要提供一種可快速將電路板中熱量散發(fā)出去的柔性電路板基 膜、包括該柔性電路板基膜的柔性電路板基板及采用該柔性電路板基板制作 的柔性電路板。

發(fā)明內(nèi)容
以下將以實施例說明 一種柔性電路板基膜，包括該柔性電路板基膜的柔
性電路板基板及采用該柔性電路板基板制作的柔性電路板。
一種柔性電路板基膜，其包括柔性聚合物基體及埋設(shè)于所述柔性聚合物 基體內(nèi)的多根碳納米管。
一種柔性電路板基板，其包括柔性電路板基膜以及至少一層形成在所述 柔性電路板基膜上的導(dǎo)電層。所述柔性電路板基膜包括柔性聚合物基體及埋 設(shè)于所述柔性聚合物基體內(nèi)的多根碳納米管。
一種柔性電路板，其包括柔性電路板基膜以及至少一層形成在所述柔性 電路板基膜上的導(dǎo)電線路。所述柔性電路板基膜包括柔性聚合物基體及埋設(shè) 于所述柔性聚合物碁體內(nèi)的多根碳納米管。
所述的柔性電路板基膜中，碳納米管可將柔性電路板基膜一個表面上的 熱量快速轉(zhuǎn)移到另 一個表面上，從而采用該柔性電路板基膜制作出來的柔性 電路板中產(chǎn)生的熱量可以快速的散發(fā)出去。


圖1是本技術(shù)方案提供的柔性電路板基膜第一實施例剖面示意圖。
圖2是本技術(shù)方案提供的柔性電路板基膜第二實施例剖面示意圖。
圖3是本技術(shù)方案提供的柔性電路板基膜第一實施例制作方法流程圖。
圖4-9是本技術(shù)方案提供的柔性電路板基膜第一實施例制作方法示意圖。
圖10是本技術(shù)方案提供的柔性電路板基板第 一 實施例剖面示意圖。 圖11是本技術(shù)方案提供的柔性電路板基板第二實施例剖面示意圖。 圖12是本技術(shù)方案提供的柔性電路板第一實施例剖面示意圖。 圖13-15是本技術(shù)方案提供的柔性電路板第二實施例制作方法示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1,其為本技術(shù)方案提供的柔性電路板基膜第一實施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。柔性電路板基膜100包括碳納米管陣列IO及柔性聚合物基體12。柔 性聚合物基體12具有第一表面122及與第一表面122相對的第二表面124。 碳納米管陣列10包括多根基本相互平行的碳納米管102。每根碳納米管102 從第一表面122向第二表面124延伸但未露出第二表面124。每根碳納米管
102包括第一端103及第二端104。第一端103與第一表面122齊平，第二端 104埋設(shè)在柔性聚合物基體12內(nèi)。碳納米管102的長度小于第一表面122與 第二表面124之間的距離，因此當(dāng)碳納米管102的第一端103與第一表面122 齊平時，第二端104無法到達(dá)第二表面124，亦即埋設(shè)在柔性聚合物基體12 內(nèi)。碳納米管102的含量在1%到50%之間。
碳納米管102可為單壁碳納米管也可為多壁碳納米管。其長度可為l微 米到30微米。柔性聚合物基體12為適于作為柔性電路板絕緣基膜的材料, 例如聚酰亞胺(Polyimide, PI)、聚乙烯對苯二曱酸乙二醇酯(Polyethylene Terephtalate， PET)、聚四氟乙烯(Polytetmfluoroethylene , PTFE)、聚石克胺 (Polyamide)、聚曱基丙烯酸曱酯(Polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯 (Polycarbonate)或聚酰亞胺-聚乙烯-對苯二曱酯共聚物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)。
由于碳納米管102的第二端104埋在柔性聚合物基體12之內(nèi)，因此當(dāng)?shù)?二表面124上設(shè)置導(dǎo)電層時，碳納米管102與導(dǎo)電層之間是電絕緣的。由于 第二表面124與碳納米管102的第二端104之間的柔性聚合物較薄，在柔性 聚合物基體12第二表面124處產(chǎn)生的熱量可迅速傳遞到碳納米管102的第二 端104，而碳納米管102在其徑向上具有很高的導(dǎo)熱性能，因此熱量可以很 快的從碳納米管102的第二端104傳遞至碳納米管102的第一端103,也就 是說熱量可以很快的從柔性聚合物基體12的第二表面124轉(zhuǎn)移到第一表面 122，當(dāng)?shù)诙砻?24上封裝有電子元件時，電子元件發(fā)出的熱量可以得到及 時散發(fā)。并且由于碳納米管102的方向與第一表面122及第二表面124基本 垂直，碳納米管102的含量在1%到5%之間，因此碳納米管陣列IO并不影 響柔性電路板基膜12的撓曲性能。
本實施例當(dāng)中，碳納米管102排列成陣列的形式，然而可以理解的是， 多根碳納米管102在一定角度范圍內(nèi)可以隨意分布，例如每根碳納米管102 與第一表面122或第二表面124之間成1到IO度之間的夾角。
參閱圖2,第二實施例的柔性電路板基膜200包括碳納米管陣列20及柔 性聚合物基體22。柔性聚合物基體22具有第一表面222及與第一表面222 相對的第二表面224。碳納米管陣列20包括多根基本相互平行的碳納米管 202。每根碳納米管202均兩端埋設(shè)于柔性聚合物基體22，并基本垂直于第
一表面222或第二表面224。碳納米管202的兩端都埋在柔性聚合物基體22 內(nèi)，在第一表面222及第二表面224上設(shè)置導(dǎo)電層時，碳納米管陣列20均與 導(dǎo)電層電絕緣。
請參閱圖3,以下以實施例說明第一實施例的柔性電路板基膜100的制 作方法，該方法包括以下步驟
第一步，參閱圖4，提供一犧牲層30。犧牲層30可為金屬層如銅層、鋁 層或鎳層。犧牲層30厚度可為2微米到200微米。
第二步，在犧牲層30上形成催化劑層32。參閱圖5，首先，在犧牲層 30上形成催化劑薄膜31。催化劑薄膜31可為鐵、鈷、鎳或及合金。形成催 化劑薄膜31時可以釆用電鍍、蒸鍍、濺鍍或者氣相沉積法。參閱圖6，然后 氧化催化劑薄膜31,形成包括大量催化劑顆粒的催化劑層32。
第三步，參閱圖7，在催化劑層32上生長碳納米管陣列10。將形成有催 化劑層32的犧牲層30》文入反應(yīng)爐中，在700 100(H聶氏度下，通入碳源氣， 生長出碳納米管陣列10,其中碳源氣可為乙炔、乙烯等氣體，碳納米管陣列 IO的高度可通過控制生長時間來控制， 一般的生長高度為1~30微米。有關(guān) 碳納米管陣列l(wèi)O生長的方法已較為成熟，具體可參閱文獻(xiàn)Science, 1999,283, 512-414和文獻(xiàn)J.Am.Chem.Soc, 2001， 123,11502-11503,此外美國專利第 6，350，488號也公開了一種生長大面積碳納米管陣列的方法。
第四步，參閱圖8，形成柔性聚合物基體12。首先以浸涂、涂布、壓合 或鑄造等方式將柔性聚合物前體或柔性聚合物前體的溶液施加在碳納米管陣 列10中并使柔性聚合物前體充分填充碳納米管陣列10中碳納米管102之間 的空隙，同時使柔性聚合物前體包覆碳納米管陣列10。所述柔性聚合物前體 可為聚酰亞胺(Polyimide, PI),聚乙烯對苯二曱酸乙二醇酯(Poly ethylene Terephtalate， PET)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene ， PTFE)、聚硫胺 (Polyamide)、聚曱基丙烯酸曱酯(Polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯 (Polycarbonate),聚乙烯對苯二曱酸乙二醇酯(Polyethylene Terephtalate, PET) 或聚酰亞胺-聚乙烯-對苯二曱酯共聚物(Polyamide polyethylene terephthalate copolymer)的預(yù)聚物或溶液。其次固化所述柔性聚合物前體形成柔性聚合物 基體12。柔性聚合物基體12形成之后，碳納米管102的第二端104埋在柔 性聚合物基體12內(nèi)。固化時可采用烘烤的方法，烘烤可以去除柔性聚合物前
體中的溶劑并使柔性聚合物前體發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而得到碳納米管與柔性聚
合物復(fù)合的柔性電路板基膜100。
第五步，參閱圖9，去除犧牲層30以及催化劑層32得到柔性電路板基 膜100，碳納米管102的第一端103與柔性電路板基膜100的第一表面122 齊平。去除犧牲層30及催化劑層32可采用蝕刻法。例如當(dāng)采用銅作為犧牲 層時，三氧化二鐵作為催化劑層32時，可采用目前電路板中采用的濕法蝕刻 來蝕刻銅，即用三氯化鐵溶液蝕刻銅與三氧化二鐵。當(dāng)然采用其它的犧牲層 及催化劑層時釆用相應(yīng)的蝕刻劑即可。
柔性電路板基膜200的制作方法與上述方法類似，不同之處在于進(jìn)一步 在柔性電路板基膜100的第一表面122上施加一層柔性聚合物前體并固化， 如此則可得到柔性電路板基膜200。柔性基膜200中每根碳納米管202均嵌 設(shè)在柔性基膜22內(nèi)，并基本垂直于第一表面222或第二表面224。
以下以實施例說明包括上述的柔性電路板基膜的柔性電路板基板。
請參閱圖10，柔性電路板基板400包括柔性電路板基膜100以及形成在 柔性電路板基膜100上的導(dǎo)電層42。具體的，導(dǎo)電層42形成于柔性電路板 基膜100的第二表面124。導(dǎo)電層42優(yōu)選為銅，但其它導(dǎo)電率高的金屬如銀、 鋁等也可。導(dǎo)電層42可采用電鍍或壓合的方式形成在柔性電路板基膜100 上。導(dǎo)電層42的厚度可為1微米到50微米。
參閱圖11,柔性電路板基板500包括柔性電路板基膜200以及分別形成 于柔性電路板基膜200兩個相對表面上的導(dǎo)電層52。由于柔性電路板基膜200 中，碳納米管陣列20的兩端均埋在柔性聚合物基體22內(nèi)，因此可以在柔性 電路板基膜200的兩個表面上都形成導(dǎo)電層52。
參閱圖12,柔性電路板600包括柔性電路板基膜100以及形成在柔性電 路板基膜100上的導(dǎo)電線路44。
柔性電^各板600可由以下方法制作
首先，提供一柔性電路板基板400。柔性電路板基板400包括柔性電路 板基膜100以及形成于柔性電路板基膜100的導(dǎo)電層42。
其次，采用通常的蝕刻工藝蝕刻導(dǎo)電層42形成導(dǎo)電線路44,則可得到 柔性電路板600。
蝕刻工藝一般包括施加光阻、曝光、顯影、蝕刻、去膜三個步驟。施加
光阻是指在導(dǎo)電層42上施加一層光阻劑，曝光是指利用光罩對施加在導(dǎo)電層 42上的光阻劑進(jìn)行選擇性的曝光，以使曝光部分的光阻固化或者分解；顯影 是指將曝光后的柔性電路板基板400浸在顯影液中，使未固化的光阻或者分 解的光阻溶解在顯影液中，從而在導(dǎo)電層42上形成圖案化的保護(hù)層；蝕刻是 指采用蝕刻液對導(dǎo)電層42進(jìn)行蝕刻以形成導(dǎo)電線路44,導(dǎo)電層42上未被光 阻保護(hù)的地方均被蝕刻掉；去膜是指將導(dǎo)電線路44上的光阻去掉以露出導(dǎo)電 線路44。
本實施例中得到的柔性電路板600是單層電路板，即具有一層導(dǎo)電線路， 可以理解，采用柔性電路板基板500,可以通過一次蝕刻形成雙層電路板， 即柔性電路板基膜兩個表面上均形成有導(dǎo)電線路。當(dāng)然還可采用上述的柔性 電路板基膜及柔性電路板基板制作多層柔性電路板。
首先，參閱圖13，提供兩層柔性電路板基板400及一層柔性電路板基膜 200。其次，參閱圖14，將兩層柔性電路板基板400分別壓合于柔性電路板 基膜200相對的兩表面，使柔性電路板基膜200的相對兩表面分別與兩層柔 性電路板基板400的柔性電路板基膜IOO貼合。最后，參閱圖15,在兩層柔 性電路板基板400的導(dǎo)電層42上形成導(dǎo)電線路701,從而得到柔性電路板 700。本實施例當(dāng)中采用單面形成有導(dǎo)電層的柔性電路板基板400形成了具有 兩層線路的多層柔性電路板700。當(dāng)然還可以增層法形成更多層數(shù)的柔性電 路板。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。當(dāng)然，這些依 據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柔性電路板基膜，其包括柔性聚合物基體及埋設(shè)于所述柔性聚合物基體內(nèi)的多根碳納米管。
2. 如權(quán)利要求l所述的柔性電路板基膜，其特征在于，所述多根碳納米管形成 一碳納米管陣列。
3. 如權(quán)利要求2所述的柔性電路板基膜，其特征在于，所述柔性聚合物基體包 括第 一表面及與第一表面相對的第二表面，所述多根碳納米管與所述第一表面 或第二表面基本垂直。
4. 如權(quán)利要求3所述的柔性電路板基膜，其特征在于，所述碳納米管包括第一 端與第二端，所述第一端埋在所述柔性聚合物基體內(nèi)，所述第二端與所述第一 表面齊平。
5. 如權(quán)利要求3所述的柔性電路板基膜，其特征在于，所述碳納米管長度小于 所述第 一表面與第二表面之間的距離。
6. 如權(quán)利要求1所述的柔性電路板基膜，其特征在于，所述碳納米管長度為1 微米到30微米。
7. 如權(quán)利要求1所述的柔性電路板基膜，其特征在于，所述柔性電路板基體為 聚酰亞胺、聚乙烯對苯二曱酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚>5克胺、聚曱基丙烯酸 曱酯、聚碳酸酯、聚乙烯對苯二曱酸乙二醇酯或聚酰亞胺-聚乙烯-對苯二曱酯 共聚物。
8. —種柔性電路板基板，其包括如權(quán)利要求l-7任一項所述的柔性電路板基膜 以及至少 一層形成在所述柔性電路板基膜上的導(dǎo)電層。
9. 如權(quán)利要求8所述的柔性電路板基板，其特征在于，所述導(dǎo)電層為銅。
10. —種柔性電路板，其包括至少一層如權(quán)利要求l-7任一項所述的柔性電路 板基膜以及至少 一層形成在所述柔性電路板基膜上的導(dǎo)電線路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柔性電路板基膜。所述柔性電路板基膜包括柔性聚合物基體及埋設(shè)于所述柔性聚合物基體內(nèi)的多根碳納米管。所述柔性電路板基膜可將其一個表面上的熱量快速轉(zhuǎn)移到另一個表面上，從而采用該柔性電路板基膜制作的柔性電路板可以快速將其中的熱量快速的散發(fā)出去。本發(fā)明還涉及包括該柔性電路板基膜的柔性電路板基板及采用該柔性電路板基板制作的柔性電路板。
文檔編號H05K7/20GK101360387SQ20071007561
公開日2009年2月4日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者劉興澤, 葉佐鴻, 張宏毅 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司;鴻勝科技股份有限公司