线路板用基板 【技术领域】
本发明涉及一种用于印刷线路板的基板。特别地，本发明涉及一种金属叠层板或覆有引线框的用于线路板的基板。更特别地，本发明涉及由碳质材料制成并具有优良导热率的上述基板。
背景技术
常规地，其上形成印刷电路的印刷电路板一般是用影印技术制成的，即在通过用金属箔如铜箔覆盖一基板而制成的所谓金属包覆叠层板上通过使用光敏抗蚀剂并在其上蚀刻出所需线路图而刻出线路图。这样制造的印刷线路板已经在各种电气或电子设批备中用作线路基板。用叠夹金属的基板制造印刷线路板适于很容易地形成一非常小的线路图的微观加工。因此，这种微观技术能够制造出具有非常小线路的印刷线路板。作为例子，由合成树脂如酚醛塑料制成的基板一般广泛用作金属包覆叠层板。
另外，一般地，覆有由金属板如铜板冲压而成的所谓引线框的印刷线路板已经用于各种电气或电子设备中。覆有上述引线框的印刷线路板基板(下面简称“引线框叠层基板”)在生产率方面不如金属包覆电路板。因此，引线框叠层基板在形成线路图的微加工性方面较差，但易于制造，因而可以以低成本制造线路板。此外，为此制成所需厚度的引线框可有利地承受高电流，从而很容易制造出具有低电阻损失的线路板。考虑到优点、缺点和电路板所要求目标等各种条件、以及使用电路板的电气或电子设备要求的各种条件，引线框叠层基板和金属包覆电路板分别用于各个用途。由塑料板如酚醛塑料制造的引线框叠层基板迄今已广泛应用。
一般地，尽管随形成电路的元件的类型不同而有所变化，但由于聚积的大量热量，在电路板或引线框叠层基板上形成地电路产生的热量还是有导致不期望的麻烦的危险。因此，电路板需要快速释放热量。但由常规塑料板的金属包覆叠层基板制成的电路板以及使用常规塑料板的引线框叠层基板二者的缺点在于，它们在导热率方面较差，因此不能满足释放热量的要求。
本发明的一个目的是提供一种金属包覆叠层板，该金属包覆叠层板具有优良的导热率，从而形成一能够快速释放所产生热量的印刷电路板；以及提供一种引线框叠层基板，该引线框叠层基板具有优良的导热率，从而能够快速释放所产生的热量。
发明概述
本发明的发明人在进行严密和努力的调查后完成了本发明，从而实现上述目的。根据本发明，提供一种用于制造印刷线路板的金属包覆叠层基板或引线框叠层板，金属包覆叠层基板或引线框叠层板是采用具有优良导热率的碳质材料制造的碳基基板及用于牢固地将金属箔或引线框结合到碳基基板上的绝缘粘结层制成的。
也就是说，为了实现本发明的上述目的，提供了一种用于线路板的金属板叠层板，其特征在于，通过一绝缘粘结层在碳基基板上覆以金属箔或引线框。
附图简述
图1是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的一个例子。
图2是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的引线框叠层板的例子。
图3是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的又一个引线框叠层板的例子。
图4是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的再一个引线框叠层板的例子。
图5是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的另一个例子。
图6是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的又一个例子。
图7是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的另一个例子。
图8是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的又一个例子。
图9是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的另一个例子。
图10是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的另一个例子。
图11是一示意性剖视图，示出本发明印刷线路板一实施例的金属包覆叠层板的又一个例子。
实现本发明的最佳万式
用于线路板的基板在包覆金属箔时制成金属包覆叠层板，在包覆引线框时制成引线框叠层板。本发明线路基板的碳基基板一般由碳质材料板制成，如具有碳纤维加强物的碳基体的碳纤维加强复合材料或者各向同性高密度碳质材料。在碳基基板过薄的情况下，其强度降低。当使基板变厚时，其重量变重且成本上升。因此，确定基板厚度时必须考虑这个情况，但一般理想的是将基板的厚度确定在3至5毫米数量级。
用于碳基基板的碳纤维加强复合材料可从公知的各种碳纤维加强复合材料中任意选择。一般地，碳纤维加强复合材料是以碳纤维的定向作为特征的，即将在一个方向上编织的碳纤维织物分类为第一序列定向类型，将平织、菱形织或缎织的碳纤维织物分类为第二序列定向类型，将立体碳纤维织物分类为第三序列定向类型。还可使用毛毡或短纤维织物。具有任何碳纤维定向的各种织物劈头厂可任意应用到本发明中。碳纤维加强复合材料一般是通过下列步骤制成的，用热固性树脂如酚醛树脂或者沥青基体材料如石油沥青浸渍具有碳纤维定向的碳纤维聚合物，从而制备出半固化片，按照要求将这些半固化片一个层压在另一个上面而制成基体，在压力作用下加热具有叠层半固化片的基体以使基体硬化，在惰性气体中高温烧制基体从而碳化该基体。一般地，由短纤维织物制成的碳纤维加强复合材料是通过下列步骤制成的，按照所需形状制成包含短纤维的基体，在压力作用下加热，在惰性气体中烧制基体从而碳化该基体。用于碳基基板的碳纤维加强复合材料可通过将基体模制成具有所需厚度的所需形状或者将碳纤维基体块切割成所需形状而制成。可以将制备各种类型碳纤维加强复合材料的碳纤维和碳基体石墨化。
在上述碳纤维加强复合材料中，最好制备一种具有沿其厚度方向定向的碳纤维的板状碳基体，该板状碳基体是以这样的方式形成的，沿垂直于碳纤维定向的方向将具有沿一个方向定向的第一序列定向碳纤维的碳纤维加强复合材料进行切割。由于碳纤维加强复合材料沿厚度方向优异的导热率，它可以按照需要用作碳基基板。将上述碳纤维基体块切割成碳纤维加强复合材料可用一种常规公知的切割装置来完成，如钢丝锯或金钢石锯。
图1中示意性示出根据本发明用于线路板的金属包覆叠层板的一个实施例，其中板状碳纤维加强复合材料用作碳基基板。在图1的金属包覆叠层板中，碳基体1a中的碳纤维1b沿基体的厚度方向定向，绝缘粘结层2和金属箔层3依次设置在碳基基板1的两个表面上。金属包覆叠层板的金属箔层可设置在图1所示碳基基板的两侧或碳基基板的一侧。图2至4中示意性示出根据本发明具有引线框叠层板的板状碳基基板的一个例子。在图2至4中的引线框叠层板中，碳基体1a中的碳纤维1b沿基体的厚度方向定向，绝缘粘结层2和引线框层4设置在碳基基板1的其中一个表面上。在根据本发明制成引线框叠层板的线路板中，引线框层4可设置在图2至4中所示碳基板1的一个表面或其两个表面上。绝缘粘结层2可如图2所示设置在每个引线框层4与碳基基板1之间，或者如图3所示覆盖在碳基基板1的整个表面上。引线框层4可嵌入绝缘粘结层2的表面部分中，从而如图4所示使整个板的表面平整。
同样在将各向同性高密度碳质材料用作上述碳基基板的情况下，可从已经公知的多种各向同性高密度碳质材料中任意选择。各向同性高密度碳质材料一般是通过加压对可烧结石墨先驱物微粒如原煤和微型小球、或者石墨微粒或碳须晶粉末与石墨先驱物微粒粘结料的混合物进行模制和烧结而制成的。用于碳基板的各向同性高密度碳质材料可制成板状或类似块状，从而最终通过切割而使其平整。可将上述各向同性高密度碳质材料石墨化。
在加工过程中形成微孔的碳纤维加强复合材料和各向同性高密度碳质材料是多孔的。用无机涂层剂或金属浸渍这些多孔材料，从而使其不再是多孔的，以进一步提高它们的导热率。因此，上述碳质材料可通过用无机涂层剂或金属浸渍而填充碳质材料中的微孔来用作碳基基板。从基板导热率的观点来看，这种处理是需要的。
可用于浸盘上述碳质材料的无机涂层剂可从能够渗入碳基基板的微孔中并在渗入碳基基板后固化从而在碳基基板中形成非多孔固体无机层的各种液态无机涂层剂中选择。作为例子，在室温或高温下通过交键反应可生成陶瓷固体的无机含硅聚合物、水泥如高铝水泥、及含水玻璃的无机粘结剂等都可用作涂层剂。这些无机涂层剂可用有机溶剂稀释以提高其浸渍性能。更具体地，可将下列产品用作上述的无机涂层剂，作为含硅聚合物的HEATLESS GLASS GA(HOMER技术有限公司的商品名称)系列，属于聚硅氨烷的东燃聚硅氨烷(东燃石油化学有限公司的商品名称)，作为无机粘结剂的Redproof MR-100系列(热系统研究工业公司的商品名称)，等等。
作为例子，将无机涂层剂渗入碳基基板内的微孔中可通过下列方法完成：用刷子将无机涂层剂涂敷在碳基基板上、将碳基基板浸在无机涂层剂中、加压强制将无机涂层剂注入碳基基板中、或者在真空中用无机涂层剂自然浸渍碳基基板。由此，渗入碳基基板中的无机涂层剂固化。无机涂层剂的固化条件随例如无机涂层剂的种类而变化。在使用HEATLESS GLASS作为无机涂层剂的情况下，一般理想的是在130℃下对其加热60分钟。
作为渗入碳基基板中的上述金属，最好是用铝、铜或者它们的混合物。将金属浸入碳基基板内的微孔中可通过在高压下将熔融的金属如铝或铜浸入其中而完成。作为浸渍铝的碳基基板，可以列出CC-MA(先端材料公司的商品名称，具有以第一序列定向的碳纤维的C/C复合材料基底指定为该名称)和C-MA(先端材料公司的商品名称，各向同性高密度碳质材料指定为该名称)等等。作为浸渍铜的碳基基板，可以列出MB-18(Mebius AT的商品名称，具有以第一序列定向的碳纤维的C/C复合材料基底指定为该名称)等等。
根据本发明施加到电路板的金属包覆叠层板上的金属箔可从能够用于生产金属包覆叠层板的各种金属箔材料中选择。一般，最好用铜箔或镍箔用于这种用途。金属箔可连接到碳基基板的一个或两个表面上。施加到本发明线路板引线框叠层基板上的引线框可从用于制造线路板的公知的各种类型引线框中选择，它们是通过冲压出所需线路图或用其它适当方法制造的。一般最好使用铜或镍制成的引线框。引线框可连接到碳基基板的一个或两个表面上。
下面描述绝缘粘结层。用于将上述金属箔或引线框连接到上述碳基基板上的绝缘粘结层最好制成较薄且具有优良的绝缘性能和粘结性能，从而牢固地将金属箔或引线框连接到碳基基板上。但大家知道，普通胶粘剂很难溶合到碳基基板中且不能相对于碳基基板产生足够的胶粘强度。为解决这个问题，本发明的绝缘粘结层可以由下列结构形成：(ⅰ)碳基基板上的聚酰亚胺涂层膜与设置在聚酰亚胺涂层膜上的粘结层的结构；(ⅱ)碳基基板上的聚酰亚胺汽化聚合物层与聚酰亚胺汽化聚合物层上的粘结层的结构；(ⅲ)具有粘结特性的聚酰亚胺层设置在碳基基板上的结构；(ⅳ)碳基基板上的金属包覆层与该金属包覆层上的粘结层的结构；或者(ⅴ)碳基基板上的底层与该底层上的粘结层的结构。通过用于绝缘粘结层的这些结构中的任何一种，本发明中的碳基基板就可以牢固地粘结到金属箔或引线框上，同时确保足够的绝缘和粘结特性，从而付诸实际应用。也就是说，通过预先形成一底层如上述聚酰亚胺涂层和聚酰亚胺汽化聚合物层，或者选择具有粘结特性的聚酰亚胺层作为绝缘粘结层，金属箔或引线框在实际应用中能够以足够的强度粘结到碳基基板上。一般绝缘粘结层最好制成较薄，从而不妨碍其在垂直于线路板的方向上的导热率。
首先对上述第(ⅰ)项进行说明。位于第(ⅰ)项所述绝缘粘结层上的聚酰亚胺层可例如通过将公知的各种聚酰亚胺涂层中的任何一种施加到碳基基板上而制成。聚酰亚胺涂层可通过将聚酰亚胺酸或聚酰亚胺树脂溶解在溶剂中而制备，但实践中可使用后者，从而形成一具有相对优良导热率的涂层，因为它不需要通过加热而脱水的工艺。作为例子，RIKACOAT(新日本化学工业公司的商品名称)和UPIREX-S(宇部工业公司的商品名称)可适合用于此目的。可向聚酰亚胺涂层添加各种添加剂，以提高涂层的绝缘性能和稳定性。通过上述方式，形成在碳基基板上的聚酰亚胺涂层通过粘结层的粘性而叠置有金属箔或引线框，这些层通过加热或在室温下加压而粘结在一起。由此，可形成与金属箔或引线框整体粘结在一起的所需线路板。上述粘结条件可根据聚酰亚胺的类型确定。图5中作为例子示意性示出使用以上述第(ⅰ)项为特征的绝缘粘结层的金属包覆叠层板的实施例。在图5的金属包覆叠层基板的实施例中，碳基基板21的两个表面分别依次覆盖有包含聚酰亚胺涂层22a和粘结层22b的绝缘粘结层22以及金属箔层23。从而可制成金属包覆叠层板形式的线路板。
由于聚酰亚胺涂层膜形成在绝缘粘结层上，可适当使用电解淀积聚酰亚胺涂层。电解淀积聚酰亚胺涂层膜可从各种类型的电解淀积聚酰亚胺涂层中选择，其中它的树脂复合材料是聚酰亚胺，溶剂是阳离子溶液。电解淀积聚酰亚胺涂层膜可包含各种添加剂中的任一种，以提高其绝缘性能和稳定性。电解淀积聚酰亚胺涂层膜可通过电解淀积涂镀方法形成在碳基基板上。作为应用于本发明的电解淀积涂镀方法，迄今为止已有多种方法。金属箔或引线框通过加热或加压由粘结层粘结到通过电解涂镀方法形成的电解淀积聚酰亚胺涂层膜上，从而可获得碳基基板牢固地与金属箔或引线框结合在一起的所需线路板。上述粘结条件可根据施加到线路板上的电解淀积聚酰亚胺涂层的类型来确定。图6中作为例子示意性示出使用以上述第(ⅰ)项为特征的电解淀积聚酰亚胺涂层的金属包覆叠层板的实施例。在图6中所示金属包覆叠层板的实施例中，碳基基板31的两个表面分别依次覆盖有包含聚酰亚胺涂层32a和粘结层32b的绝缘粘结层32以及金属箔层33。从而可制成所需的线路板。
下面对上述第(ⅱ)项进行说明。第(ⅱ)项中所述绝缘粘结层上的聚酰亚胺汽化聚合物层例如可通过公知的汽化聚合方法制成。也就是说，氢化物，如均苯四酸二酐、联苯四羧酸二酐和苯酮四羧酸二酐，以及芳香族二胺，如氧基双苯胺、对苯二胺和苯酮二胺，在碳基基板上一起汽化并加热而得到一酰亚胺层。聚酰亚胺汽化聚合层在厚度上很容易控制并形成一十分平坦的膜。因此，碳基基板和金属箔或引线框可牢固地结合在一起并具有足够的绝缘性能。图7中作为例子示意性示出使用以上述第(ⅱ)项为特征的绝缘粘结层的金属包覆叠层板的实施例。在图7中所示金属包覆叠层板的实施例中，碳基基板34的两个表面分别依次覆盖有包含聚酰亚胺汽化聚合物层35a和粘结层35b的绝缘粘结层35以及金属箔层36。从而可制成所需的线路板。
下面对上述第(ⅲ)项进行说明。制造具有包含上面结合第(ⅰ)和(ⅱ)项所述聚酰亚胺涂层或聚酰亚胺汽化聚合物层的多层结构的绝缘粘结层的工艺是很复杂的，但又是需要的，以便保持足够的粘结强度。但第(ⅲ)项的工艺相对简单。该工艺中的聚酰亚胺用作第(ⅰ)和(ⅱ)中的粘结层。具有这种粘结功能的聚酰亚胺层可从公知的聚酰亚胺粘结剂中选择，如UPITITE(宇部工业公司的商品名称)和KAPTON(杜邦-东丽有限公司的商品名称)。因此，带有具有上述粘结特性的聚酰亚胺层的所需线路板可通过根据施加到其上的聚酰亚胺粘结剂的类型(类型是由聚酰亚胺粘结剂的热固性、热塑性以及形态如薄膜型或溶液型确定的)将金属箔或引线框粘结到碳基基板上而制成。在使用薄膜型热塑聚酰亚胺粘结剂的情况下，薄膜型粘结剂放置在金属箔或引线框与碳基基板之间然后在压力作用下加热，从而牢固地将金属箔或引线框与碳基基板结合在一起。图8中作为例子示意性示出使用以上述第(ⅲ)项为特征的绝缘粘结层的金属包覆叠层板的实施例。在图8中所示金属包覆叠层板的实施例中，碳基基板37的两个表面分别依次覆盖具有粘结性的聚酰亚胺层38的绝缘粘结层以及金属箔层39。因此，可制成所需的线路板。
第(ⅲ)项中所述的聚酰亚胺粘结剂可叠置在上面第(ⅰ)项中所述的聚酰亚胺涂层膜或上面(ⅱ)项中所述的聚酰亚胺汽化聚合物层上。也就是说，在碳基基板上形成聚酰亚胺涂层膜(包括电解淀积聚酰亚胺涂层膜)或聚酰亚胺汽化聚合物层后，通过第(ⅲ)项中所述的聚酰亚胺粘结剂将金属箔或引线框放置在聚酰亚胺涂层膜或聚酰亚胺汽化聚合物层上。从而可制成所需的线路板。
在使用薄膜型热塑聚酰亚胺粘结剂作为将放置在碳基基板上聚酰亚胺涂层膜上的粘结层的情况下，聚酰亚胺涂层膜的涂层组分渗入碳基基板表面上的微孔中，从而在加压将金属箔或引线框粘结到碳基基板上的过程中塞住这些微孔。由此，可提高线路板的导热率，且由于将碳基基板安全地与金属箔或引线框隔离的薄膜型热塑聚酰亚胺粘结剂而确保了绝缘特性。
下面对第(ⅳ)项进行说明。第(ⅳ)项中的绝缘粘结层通过公知的无电敷镀或电镀方法而镀上金属。作为镀到绝缘粘结层上的金属，可以使用铜，镍等等。金属镀层通过粘结层而叠置有金属箔或引线框。然后，对这样获得的叠层板进行加热或在室温下压制。这样，可制成其中金属箔或引线框牢固地与碳基基板结合的所需线路板。顺便指出，金属镀层上的粘结层需要绝缘特性。第(ⅳ)项中的金属镀层用作一基底，并令人满意地满足了用于碳基基板的粘结能力的要求。图9中作为例子示意性示出使用以上述第(ⅳ)项为特征的绝缘粘结层的金属包覆叠层板的实施例。在图9中所示金属包覆叠层板的实施例中，碳基基板41的两个表面分别依次涂上由金属镀层42a和粘结层42b形成的聚酰亚胺层42以及金属箔层43。从而可制成所需的线路板。
作为第(ⅰ)、(ⅱ)和(ⅳ)项的实施例中使用的粘结剂，可适当地使用除上述聚酰亚胺粘结剂之外的环氧树脂粘结剂、硅粘结剂等等。作为硅粘结剂，可使用例如KE1800T(信越硅有限公司的商品名称)和TES3260(东芝硅有限公司的商品名称)。另外，无机粘结剂如上述的HEATLESSGLASS GA可用作上述的粘结剂。粘结剂施加到聚酰亚胺涂层膜、聚酰亚胺汽化聚合物层或金属镀层上(下面称为“内涂层”)，从而形成粘结层。粘结剂可通过公知的涂敷方法施加到内涂层上。在内涂层上形成粘结层可通过下列方式完成：(a)将粘结剂施加到碳基基板上的内涂层上，并将金属箔或引线框放置在粘结剂上，(b)首先将粘结剂施加到金属箔或引线框的一个表面上，然后将金属箔或引线框放置在位于碳基基板上的内涂层上，粘结剂的粘结层与该内涂层接触，(c)将粘结剂施加到碳基基板上的内涂层以及金属箔或引线框的一个表面上，并将碳基基板与金属箔或引线框结合在一起，使碳基基板上的粘结剂层和金属箔或引线框上的粘结剂层彼此接触，或者(d)将处于未完全硬化状态的薄膜状粘结剂和金属箔或引线框层压在碳基基板的内涂层上。在将金属箔或引线框放置在碳基基板上的过程中，理想的是使用辊式压力机、印压机等对这些层进行压印，从而将这些层紧密结合起来而在层间没有残留空气。在对层进行粘结的过程中，下面将详细描述的一基底可以可选择地用一刷子施加到内涂层和金属箔或引线框上。
上述粘结剂的干燥和加热条件可根据所施加粘结剂的类型任意确定。在使用TES-3260(东芝硅有限公司的商品名称)作为粘结剂的情况下，最好在150℃在压力作用下加热60分钟。
下面对上述第(ⅴ)项进行说明。在形成第(ⅴ)项中的绝缘粘结层的过程中，可以将由Dow-Corning东丽硅有限公司推向市场的PRIMER-A(商品名称)、PRIMER-X(商品名称)和PRIMER-Y(商品名称)用作基底而形成一底层。具体地，作为施加到该底层上的需要绝缘特性的弹性体粘结层，可适当地使用Dow-Corning东丽硅有限公司的SOTEFA-70(这种硅弹性体粘结剂的商品名称)。顺便指出，这种弹性体粘结剂可用作在上述第(ⅰ)、(ⅱ)和(ⅳ)项中形成在绝缘粘结剂上的粘结剂。这种弹性体粘结剂可根据需要包含粒状导热填料，如SiN、SiC和Al2O3。上述导热填料可添加到上述第(ⅰ)(ⅱ)(ⅳ)项中绝缘粘结层的粘结层中，以及上述第(ⅲ)项中具有粘结能力的聚酰亚胺层中。放置在底层上的弹性体粘结层通过加热而干燥和硬化，从而牢固地将金属箔或引线框与碳基基板结合在一起。由此，可制成所需的线路板。通过加热对弹性体粘结层进行干燥或硬化的工艺条件是根据施加到其上的弹性体粘结剂的类型确定的。图10中作为例子示意性示出使用以上述第(ⅴ)项为特征的绝缘粘结层的金属包覆叠层板的实施例。在图10中所示金属包覆叠层板的实施例中，碳基基板51的两个表面分别依次覆盖有由底层52a和粘结层52b构成的绝缘粘结层52以及金属箔层53。因此，可制成所需的线路板。
在制成第(ⅰ)至(ⅴ)项中所述绝缘粘结层的过程中，第(ⅰ)、(ⅱ)、(ⅳ)和(ⅴ)项中的粘结层及第(ⅲ)项中具有粘结能力的聚酰亚胺层可包含适当数量的用作间隔物的粒状填料。作为用作间隔物的上述填料，例如可使用硅石、球形铝和空心球。
在形成第(ⅰ)至(ⅴ)项中所述绝缘粘结层的过程中，可根据需要将绝缘的织造或非织造织物埋入第(ⅰ)、(ⅱ)、(ⅳ)和(ⅴ)项中所述粘结层及在第(ⅲ)项中用作粘结剂的聚酰亚胺层中。图11中示出这种结构。在图11的金属包覆叠层板中，包括如由聚酰亚胺涂层膜构成的内涂层62a及封闭非织造织物62c的粘结层62b的绝缘粘结层62和金属箔63粘结在碳基基板61的两个表面上。这样，埋入粘结层中的织造或非织造织物用作一间隔物，将碳基基板与金属箔或引线框充分分隔开，因而通过织造或非织造织物的厚度改进线路板的绝缘破坏性能。
作为上述的织造或非织造织物，可选择地使用电绝缘和耐热织物，如合成纤维织物、天然纤维织物、玻璃纤维织物等等。具体地，可适当地使用由芳族聚酰胺纤维制成的非织造织物，如META-ARAMID PAPER(杜邦帝人高级纸有限公司的商品名称)。当所用的织造或非织造织物过厚时，线路板的导热率降低，反之，当过薄时，不能保证金属箔或引线框与碳基基板之间的电绝缘。因此，应考虑这些因素来确定织物的厚度。具体地，将织物的厚度确定为30至150微米数量级较合适，但不应理解为对其进行限制。
通过下列步骤由聚酰亚胺涂层膜的内涂层和粘结层形成绝缘粘结层，从而制造出包含织造或非织造织物的线路板。也就是说，绝缘粘结层是通过下列步骤形成：(a)在碳基基板上形成内涂层，如聚酰亚胺涂层膜，(b)通过将粘结剂施加到织物上或者将织物浸入粘结剂中而用粘结剂浸渍织造或非织造织物，并布置织物，(c)将金属箔或引线框放置在其上。这样就得到了所需的线路板。另一种方法是，在上述步骤(b)中将粘结剂施加到内涂层上，然后将织造或非织造织物放置在其上并施加粘结层。在这种情况下，考虑到硬化粘结剂的皱缩，需要将足够量的粘结剂施加到织造或非织造织物上，从而将织物埋入粘结剂层中(即从而不暴露出织物)。另外，由用作粘结剂的聚酰亚胺制成的绝缘粘结层可以以除在碳基基板上形成内涂层的工艺之外与步骤(a)至(c)中相同的方式形成在线路板上。在使用薄膜型热塑聚酰亚胺粘结剂的情况下，线路板可通过下列步骤制成，将织造或非织造织物放置在两薄膜型聚酰亚胺粘结剂之间，将金属箔或引线框放置在其上，然后熔化和硬化粘结剂。当然，此时的织造或非织造织物需要高耐热性来承受高于薄膜型粘结剂的熔化温度的温度。顺便指出，在将金属箔或引线框放置在碳基基板上的过程中，理想的是使用辊式压力机、印压机等对这些层进行压印，从而将这些层紧密结合起来而在层间没有残留空气。
根据本发明的线路板中的上述金属包覆叠层板可通过公知的方法，如影印技术制成，从而适当地形成具有所需的印刷线路图的线路板。这样获得的线路板可用于电气或电子设备中的各种用途。当需要引线框叠层板时，可以像在电气或电子设备中那样适当使用。根据本发明的线路板在导热率和热幅射性能方面是优异的。因此，由本发明的金属包覆叠层线路板或引线框型叠层线路板制成的印刷线路板可特别应用于电路，如在工作过程中产生热量的电气或电子设备中的电路。
虽然下面将在对可比例子进行比较的过程中对本发明的实施例进行详细描述，但本发明决不局限于此。
(实施例1)
用厚度为3毫米的具有碳纤维加强复合材料的CC(先端材料公司的商品名称)作为碳基基板，其中碳纤维在碳基体的厚度方向定向。在板状C/C复合材料的一个表面上通过电解淀积涂层方法在室温下30伏持续2.5分钟覆盖上电解淀积聚酰亚胺涂层，在80℃下干燥10分钟，然后在250℃下烘干30分钟。因而在碳基基板上制成具有电解淀积聚酰亚胺镀层的线路板。另外，将涂有硅粘结剂-KE1800T(信越硅有限公司的商品名称)的铜箔铺在上述电解淀积聚酰亚胺涂层上，从而使涂有粘结剂的表面与上述电解淀积聚酰亚胺涂层接触。在将粘结剂施加到碳基基板上之前，在一初始涂敷工艺中先用刷子将PRIMER-A(Dow-Corning东丽硅有限公司的商品名称)施加到铜箔表面上。随后，用一热压机在294牛/平方厘米下对这样获得的叠层板压印3分钟，以去除空气和多余的粘结剂，然后在释放施加在上面的压力后，在120℃下进行60分钟的热处理，以硬化粘结剂。这样就制备好了铜包覆叠层板。铜包覆叠层板的电解淀积聚酰亚胺涂层膜的厚度是20微米，粘结剂的厚度是100微米，全部厚度增加到3.19毫米。
(实施例2)
通过用刷子涂敷由RIKACOAT PN-20(新日本化学有限公司的商品名称)制成的聚酰亚胺涂料，将聚酰亚胺涂层膜铺在与实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料的一个表面上。用涂有硅粘结剂，即KE1800T(信越硅有限公司的商品名称)的厚度为70微米的铜箔覆盖聚酰亚胺涂层膜，从而使粘结涂层表面与上述聚酰亚胺涂层膜接触。在涂敷聚酰亚胺涂层膜和粘结剂之前，在一初始涂敷工艺中首先用刷子将PRIMER-A(Dowing Corning东丽有限公司的商品名称)涂敷在铜箔上。随后，用一热压机以294牛/平方厘米对这样获得的叠层板压印3分钟，以去除空气和多余的粘结剂，然后，在释放施加在其上的压力后，在120℃下进行60分钟的热处理，从而硬化粘结剂。这样就制备了铜包覆叠层板。铜包覆叠层板的电解淀积聚酰亚胺涂层膜的厚度是20微米，粘结剂的厚度是100微米。
(实施例3)
通过用无电敷镀方法在板状C/C复合材料的两个表面上镀镍，将聚酰亚胺涂层膜铺在与上述实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料的一个表面上，并将涂有硅粘结剂，即KE1800T(信越硅有限公司的商品名称)的厚度为70微米的铜箔设置在镍包覆层上，从而使粘结涂层表面与上述聚酰亚胺涂层膜接触。在形成镍包覆层和粘结剂之前，在一初始涂敷工艺中首先用刷子将PRIMER-A(Dowing Corning东丽有限公司的商品名称)涂敷在铜箔上。随后，用一热压机以294牛/平方厘米对这样获得的叠层板压印3分钟，以去除空气和多余的粘结剂，然后，在释放施加在其上的压力后，在120℃下进行60分钟的热处理，从而硬化粘结剂。这样就制备了铜包覆叠层板。铜包覆叠层板的镍包覆层的厚度是20微米，粘结剂的厚度是100微米。
(实施例4)
用刷子将PRIMER-X(Dowing Corning东丽有限公司的商品名称)涂敷在与实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料的一个表面上，并在室温下干燥而形成一底层。依次将一薄膜状硅弹性体粘结剂SOTEFA-70(Dowing Corning东丽有限公司的商品名称)和一厚度为70微米的铜箔铺在该底层上。用一热压机以294牛/平方厘米对这样获得的叠层板压印3分钟，并在130℃下进行60分钟的热处理，从而硬化粘结剂。因而就制备了铜包覆叠层板。铜包覆叠层板上的底层厚度是1微米，粘结剂层的厚度是100微米。
(实施例5)
在70毫米汞柱的降低压力下将与实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料蘸入含硅聚合物，即HEATLESS GLASS GA-4(N)(Homer技术有限公司的商品名称)中，使HEATLESS GLASS填满上述板状C/C复合材料的微孔，之后，在室温下保持50分钟。随后，在120℃下加热60分钟以硬化HEATLESS GLASS。这样就制备了浸渍HEATLESS GLASS的板状C/C复合材料。这样，除了在本实施例中浸渍HEATLESS GLASS的板状C/C复合材料用作碳基基板之外，以与实施例1相同的方式获得了铜包覆叠层板。
(实施例6)
用MB-18(Mebius AT公司的商品名称，具有以第一序列定向的碳纤维的C/C复合材料基底指定为该名称)代替实施例1中使用的板状C/C复合材料作为碳基基板，并以与实施例1相同的方式进行处理而制成铜包覆叠层板。铜包覆叠层板中电解淀积聚酰亚胺涂层膜的厚度是100微米，板的总厚度是3.19毫米。
之后，对铜包覆叠层板进行蚀刻，从中去除铜箔。将这样获得的叠层板(厚度是3.12毫米)放置在一铝板(厚度是25毫米)并用热传导计QTM-500(由京都电子有限公司制造)测量其导热性。由于导热性的测量需要测量物体有一定的厚度，所以在测量中补充使用铝板。测量得到的结果是22.64(W/mK)。
(比较例1)
作为比较样品，使用由Sunhayato公司生产的No.31印刷线路板(厚度是1.6毫米)。该印刷线路板是通过用铜箔覆盖在环氧树脂/玻璃板的两个表面上而制成的。
对该印刷线路板进行蚀刻，从其表面去除铜箔而获得一环氧树脂/玻璃基板。将这样获得的环氧树脂/玻璃基板放置在铝板(25毫米厚)上，并用导热计QTM-500(京都电子有限公司制造)测量其导热率。由于导热性的测量需要测量物体有一定的厚度，所以在测量中以与上述实施例6相同方式补充使用铝板。测量得到的结果是0.552(W/mK)。
在进行测量的过程中，将两个基板堆叠成总厚度3.2毫米，用于使比较例1中测量物体的厚度与上述实施例6中的相等。另外，为了确保测量物体的绝缘性能，作为预防手段，在去除铜箔的绝缘基板表面上覆盖一包装薄膜(10微米厚)。顺便指出，尽管由于其原本是绝缘体，环氧树脂/玻璃基板不必采取这种措施来确保绝缘性能，但将被测量的环氧树脂/玻璃基板还是包上包装薄膜来保持全部测量条件。
从测量结果发现，根据本发明实施例6的板在其导热率上显著提高，也就是说，本发明板的导热率为22.64(W/mK)，明显高于比较例的基板的导热率0.552(W/mK)。
本发明用于印刷线路板的金属包覆叠层板包括牢固地结合在一起的碳基基板和金属箔，并在各种性能上都是优异的，如体积电阻、表面电阻、相对介电常数、介电损耗角正切。本发明印刷线路板的这些优良特性满足了这种类型的常规金属包覆电路板的标准值。因此，本发明的线路板可有效地用于所需用途。表1中示出上述测量中所用的装置，表2中示出测量结果。
表1测试项目测试仪器制造商型号名称备注绝缘电阻表面电阻体积电阻绝缘电阻测量仪惠普公司横河惠普公司HP4329A HIGH RESISTANCE METERYHP16008 RESISTANCE CELL放大器电极介电常数介电损耗角正切介电常数测量仪惠普公司HP4194A INPEDANCE GAIN-PHASE ANAL YZERHP4194A MEASURMENT UNITHP1645B DIELECTRIC TEST FIXTURE测量仪单元电极绝缘破坏强度绝缘强度高压破坏测量仪(25KV以上)菊水电子公司TOS8700 WITHSTANDING VOLTAGE TESTER最大测量10kv导热率导热率测量仪京都电子公司QTM-500
表2项目处理条件实施例6比较例1 JIS规格备注体积电阻率(Ωcm)C-96/20/65*14.60×10141×1013～1×10141×1012JIS C6481表面电阻(Ω)C-96/20/653.58×10121×1011～1×10121×1011JIS C6481相对介电常数(1MHZ)C-96/20/652.14.1～4.65.5以下JIS C6481介电损耗角正切(1MHZ)C-96/20/650.0050.03～0.040.045以下JIS C6481绝缘破坏强度*5(kV)C-96/20/65(t=0.11mm)8.2----JIS K6911剥离强度(N/cm)A*229.418.6～23.515.7以上(1.6kgf/cm以上)JIS C6481E-1/150*312.79.8～11.810.8以上(1.1kgf/cm以上)JIS C6481焊接处理后**18.818.6～23.515.7以上(1.6kgf/cm以上)JIS C6481耐热性焊接耐热性**正常正常没有凸起和断裂JIS C6481200℃,60min.正常正常没有凸起和断裂JIS C6481导热率(W/mK)22.640.552--JIS R2618
*1…恒温恒湿空气中，20℃,65％RH,96小时
*2…常态
*3…恒温空气中，150℃,1小时
*4…260℃,20秒
*5…连续升压试验法
(实施例7)
作为上述实施例1中使用的铜箔的替代物，使用通过冲压500微米厚铜板制成的引线框。该实施例中用于制造引线框叠层板的其它条件与实施例1中相同。以与实施例6中相同的方式对最终获得的引线框叠层板进行加工，也就是进行刻蚀而去除作为前面实施例中铜箔替代物的引线框。对没有引线框的板进行导热率测量。从测量结果发现，本实施例的板与实施例6中的板相似，在导热率上显著高于比较例1。
(实施例8)
用一刷子将UPIREX-S(宇部工业有限公司的商品名称，聚酰亚胺清漆称作该名称)涂敷在与上述实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料的一个表面上，然后设置作为薄膜型聚酰亚胺粘结剂的厚度为20微米的UPITITE(宇部工业有限公司的商品名称)。另外，将该复合材料覆盖上70微米厚的铜箔，在294牛/平方厘米压力下在170℃压印30分钟，从而获得铜包覆叠层板。以与实施例6相同的方式测量这样获得的铜包覆板的导热率。从测量结果发现，本实施例中制造的铜包覆板与前面实施例中获得的相似，具有高导热率。在进行由JIS C6481限定的剥离测试时，本实施例中制造的板呈现出高达1.2kgf/cm的剥离强度。
(实施例9)
通过作为薄膜型聚酰亚胺粘结剂的厚度20微米的UPITITE(产品号No.UPA-N111，宇部工业有限公司的商品名称)将一70微米厚的铜箔覆盖到与上述实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料的一个表面上，在250℃下以50牛/平方厘米压印3分钟，从而获得铜包覆叠层板。以与实施例6相同的方式测量这样获得的铜包覆板的导热率。从测量结果发现，本实施例中制造的铜包覆板具有高导热率。在进行由JIS C6481限定的剥离测试时，本实施例中制造的板呈现出高达1.1kgf/cm的剥离强度。
(实施例10)
作为上述实施例1中使用的电解淀积聚酰亚胺涂层膜的替代物，使用在真空中制成的聚酰亚胺汽化聚合物层。本实施例中制造铜包覆叠层板的其它条件与实施例1中相同。本实施例中获得的铜包覆叠层板上聚酰亚胺汽化聚合物层的厚度是20微米。在从板上去除铜箔后，以与实施例6相同的方式测量导热率。从测量结果发现，本实施例的板与实施例6中的板相似，导热率明显高于比较例1中的导热率。
(实施例11)
通过用刷子涂敷由RIKACOAT PN-20(新日本化学有限公司的商品名称)制成的聚酰亚胺涂料，在与实施例1中一样具有3毫米厚度的板状C/C复合材料的一个表面上形成一聚酰亚胺涂层膜，并在200℃下烘干30分钟，从而形成一厚度为20微米的聚酰亚胺涂层膜。在这样获得的聚酰亚胺涂层膜上覆以浸渍硅粘结剂，即KE1800T(信越硅公司的商品名称)的120微米厚的偏芳族聚酰胺纸，再覆以70微米厚的铜箔。在涂敷聚酰亚胺涂层膜和粘结剂之前，在一初始涂敷工艺中首先用一刷子将PRIMEA-R(Dowing CoRNing东丽有限公司的商品名称)涂敷到铜箔上。随后，用一热压机以294牛/平方厘米对这样获得的叠层板压印3分钟，以去除空气和多余的粘结剂，然后，在释放施加在其上的压力之后，在120℃下进行60分钟的热处理，从而硬化粘结剂。这样就制备了铜包覆叠层板。之后，在从板上去除铜箔后，以与实施例6相同的方式测量导热率。从测量结果发现，本实施例的板与实施例6中的板相似，导热率明显高于比较例1中的板。在进行由JIS K6911限定的电绝缘破坏测试中，本实施例中制造的板的绝缘破坏强度高达10.8kV。
工业实用性
根据本发明，提供了一种印刷线路板，该印刷线路板形成金属包覆或引线框叠层板，能够散逸热量且具有优良的导热率。根据本发明的印刷线路板具有碳基基板及与之牢固地结合在一起的金属箔或引线框。
由于碳基基板的原材料价格便宜，印刷线路板可以低成本制造。由于碳基基板较轻，印刷线路板也较轻，因而使用印刷线路板的电气或电子设备可以变轻。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1、一种印刷线路板，其特征在于，通过一绝缘粘结层在由碳质材料制成的碳基基板上覆盖一金属箔或引线框，所述碳基基板用无机涂层剂或金属浸渍，从而填充所述碳基基板中的微孔。
2、如权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，所述金属箔通过所述绝缘粘结层设置在所述碳基基板上，形成一金属包覆叠层板。
3、如权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，所述引线框通过所述绝缘粘结层设置在所述碳基基板上，形成一引线框叠层板。
4、如权利要求1至3中任一项所述的印刷线路板，其特征在于，所述绝缘粘结层由一设置在所述碳基基板上的聚酰亚胺涂层膜和一设置在所述聚酰亚胺涂层膜上的粘结剂层构成。
5、如权利要求4所述的印刷线路板，其特征在于，所述聚酰亚胺涂层膜是一电解淀积聚酰亚胺涂层膜。
6、如权利要求1至3中任一项所述的印刷线路板，其特征在于，所述绝缘粘结层由一设置在所述碳基基板上的聚酰亚胺汽化聚合物层和一设置在所述聚酰亚胺汽化聚合物层上的粘结剂层构成。
7、如权利要求1至3中任一项所述的印刷线路板，其特征在于，所述绝缘粘结层由一具有粘结功能并设置在所述碳基基板上的聚酰亚胺层构成。
8、如权利要求1至3中任一项所述的印刷线路板，其特征在于，所述绝缘粘结层由一金属层和一设置在所述金属层上的粘结剂层构成。
9、如权利要求1至3中任一项所述的印刷线路板，其特征在于，所述绝缘粘结层由一底层和一设置在所述底层上的粘结剂层构成。
10、如权利要求4所述的印刷线路板，其特征在于，在所述粘结剂层中埋入绝缘织造或非织造织物。
11、如权利要求5所述的印刷线路板，其特征在于，在所述粘结剂层中埋入绝缘织造或非织造织物。
12、如权利要求6所述的印刷线路板，其特征在于，在所述粘结剂层中埋入绝缘织造或非织造织物。
13、如权利要求7所述的印刷线路板，其特征在于，在具有粘结功能的所述聚酰亚胺层中埋入绝缘织造或非织造织物。
14、如权利要求8所述的印刷线路板，其特征在于，在所述粘结剂层中埋入绝缘织造或非织造织物。
15、如权利要求9所述的印刷线路板，其特征在于，在所述粘结剂层中埋入绝缘织造或非织造织物。
16、如权利要求4所述的印刷线路板，其特征在于，所述粘结剂层包含用作间隔物的填料。
17、如权利要求5所述的印刷线路板，其特征在于，所述粘结剂层包含用作间隔物的填料。
18、如权利要求6所述的印刷线路板，其特征在于，所述粘结剂层包含用作间隔物的填料。
19、如权利要求7所述的印刷线路板，其特征在于，具有粘结功能的所述聚酰亚胺层包含用作间隔物的填料。
20、如权利要求8所述的印刷线路板，其特征在于，所述粘结剂层包含用作间隔物的填料。
21、如权利要求9所述的印刷线路板，其特征在于，所述粘结剂层包含用作间隔物的填料。