蚀刻深度受到控制的介电膜制造技术

用作柔性电路基底的介电膜包含一种聚合物，该聚合物选自在聚合物主链上含有羧酸酯结构单元的液晶聚合物和聚酰亚胺共聚物。所述介电膜的厚度为２５－６０μｍ，它包括至少一个厚度减少到１５μｍ以下的变薄凹陷区，以满足介电膜用于喷墨打印头、硬盘驱动器前万向架组件和接触式传感器时的要求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用作柔性印刷电路基底的介电膜，特别是涉及这样一种介电膜，该膜所含凹进区的深度受到控制，它适用于要求膜至少有一个区域薄于20μm的器件，以便获得最佳器件效能。
技术介绍
聚合物膜基上的蚀刻铜或印刷聚合物厚膜电路图可称作柔性电路或柔性印刷线路。最初设计的柔性电路是用它来代替体积大的装配电路，但它通常是满足当前切边电子装置小型化和移动化要求的唯一解决方案。由于厚度薄、重量轻，柔性电路设计是复杂器件的理想解决方案，从单边电路到复杂的多层三维包装都有。众所周知，柔性电路可用于各种电子器件，例如喷墨打印机头、硬盘驱动器悬浮装置和触摸式或指压传感器。柔性电子封装中常用的介电膜基材料包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸酯、无规芳族聚酰胺纤维和聚氯乙稀。电子器件设计上的变化需要性能或设计潜能超过原有性能和处理能力的材料。例如，较低的介电常数可加快电信号的传输，良好的导热性能可加快包装的冷却，较高的玻璃化转变温度或熔点可改善高温下的包装性能，较低的吸湿性允许在越来越高的频率下处理信号和数据。选择地降低介电膜的厚度，可获得器件性能的其它改进，但需要用低成本方法按要求将基底做薄。聚酰亚胺膜是常用的柔性电路基底，它能满足复杂的切边电子装置的要求。该膜具有优异的性能，如热稳定性和低介电常数。液晶聚合物(LCP)膜也是柔性电路基底的合适材料，它比聚酰亚胺具有更好的高频性能、更低的介电损失和更小的吸湿性。目前的柔性电路通常采用厚度超过25μm的介电基底材料。大家公认自动化处理和加工厚度小于50μm的膜非常困难，因而成本高。如果柔性介电基底更薄，则柔性电路，如硬盘驱动器装置的悬线电路将具有更好的性能。基底的厚度可以是均匀的，但在某些应用中，只将基底上选定区域做薄也是有益的。将有选择地做薄基底的方法用在喷墨打印机头上时，可减小用于形成打印头喷嘴的地方的材料厚度，从而提高图像分辨率。厚度小于25μm的介电膜可以商购，但利用传统的多步柔性电路加工方法加工这种薄膜时，不管它的厚度均不均匀，都有可能在加工过程中的任何一步对膜造成机械损伤或使膜拉伸。现有的柔性电路加工技术不能用厚度小于25μm的介电基底材料形成指定的柔性电路。为进一步提高器件性能，需要包含厚度小于25μm的区域的柔性电路，对它可以按经济上可接受的产量和质量标准进行大规模生产。专利技术概述本专利技术提供了一类柔性电路，在这里也称作动态柔性电路，它包含介电基底和铜电路结构的复合材料。材料性质和电路设计影响着指定电路能经受弯折的次数。举例来说，介电膜基底的厚度决定了加工和生产柔性电路上的困难程度。如果膜厚小于25μm，材料处理方面的问题将导致稳定生产电路结构方面的困难。此问题可通过使用本专利技术的基底来缓解，该基底凹进区域的厚度可得到控制，使局部区域的膜厚低至5μm。该基底通常是选定的某些区域已经做薄的介电膜，它可以满足为电路所设计的器件的具体功能要求。除变薄的区域以外，基底膜上的其他地方保持原来的厚度，从而保持了尺寸稳定性和所需的膜加工特性。柔性电路的一个主要优点是可用作小型电子器件中的连接器，所述小型电子器件如移动电子器件，它只有很有限的空间来排布连接器。应当理解，减小柔性电路或部分柔性电路的厚度，可使电路具有更大的柔韧性。这可增加应用柔性电路的多样性，特别是当介电基底的厚度减小后，电路在折叠区折叠后应力最小的情况下。含有变薄区域的高柔性介电膜基底的应用包括需要折叠或弯曲柔性电路的器件，如喷墨打印机头、笔记本电脑和掌上电脑、计算器、蜂窝电话、触摸式或指压传感器和硬盘驱动器的悬浮结构等。用于前述任何器件的柔性电路可在基膜中包含凹进或凹陷区域。对于喷墨应用，柔性电路可用厚25或50μm的介电膜制备。如果将喷墨打印机头喷嘴区的膜电路基底厚度减小到12.5μm或更薄，则可形成更小的激光烧蚀孔作为喷墨嘴，用以喷射更小的液滴，所得图像的分辨率高于厚膜喷墨打印机头中的大喷嘴。介电基底上较薄的区域可减少激光烧蚀喷嘴所能容纳的流体的体积。当介电膜的厚度小于15μm时，每个喷墨喷嘴中形成的液滴约小于8皮升或更少。在介电膜中有选择地形成薄区域，可得到这样的喷墨打印头，它在非关键区域具有坚固材料的性质，而在喷嘴阵列区能形成所需的薄膜。在硬盘驱动器应用中，柔性电路可由25μm的膜制备，但在前万向架组件区域的柔性电路部分的厚度可以为12.5μm或更薄，这样有利于得到更好的柔韧性。选择做薄介电基底膜还能为传感器应用带来好处。例如，用在触摸式或指压传感器中的柔性电路可用厚25或50μm的介电膜制备。膜厚可减少到12.5μm或更薄，以提高传感器对压力的敏感性。生产含有凹陷或较薄的区域的柔性电路的好处是对在制备高级电路结构的过程中网络处理(web handling)的改进，而不会带来过多的生产成本。相同的网络处理技术可用于含有凹陷区的介电膜，就像用于同样的、只是厚度均匀的膜。例如，本专利技术的柔性电路采用厚度为25μm或50μm的标准介电膜。这样就可以利用传统的网络处理技术形成柔性印刷电路。在形成电路的多步过程中，可在生产过程中的任意一个阶段，有选择地减小介电膜的厚度，形成凹进或凹陷区域。如果将膜做薄的步骤在生产过程中出现较早，则只有选定区域的膜改变厚度，而膜本体仍保持其原有厚度。这有利于膜的最佳处理，特别是辊-辊(roll to roll)自动化膜加工。可以预料，若干方法可用于在介电基底膜中形成三维凹陷区，包括化学蚀刻、微复制、激光烧蚀、离子或等离子体蚀刻和类似工艺。包含化学蚀刻的工艺在这里亦称作化学磨蚀，它特别适合用来在包含聚酰亚胺或液晶聚合物基底的本专利技术柔性电路中形成凹进或凹陷区。化学磨蚀技术适用于生产柔性印刷电路的间歇或连续生产工艺。更具体地，本专利技术提供了用作柔性电路基底的介电膜。所述介电膜包含的聚合物选自在聚合物主链上含有羧酸酯单元的液晶聚合物和聚酰亚胺共聚物。介电膜的厚度小于60μm，包括厚度减小到15μm以下的变薄的凹陷区。本专利技术的一种实施方式提供了用于喷墨打印头的柔性电路。电路所含介电膜包含的聚合物选自液晶聚合物和通过包含对亚苯基二(偏苯三酸单酯酐)(p-phenylene bis(trimellitic acid monoester anhydride)的单体反应得到的聚酰亚胺共聚物。介电膜的厚度小于60μm，包括厚度减小到15μm以下的变薄的凹陷区。凹陷区包含至少一个孔，用于形成喷墨头喷嘴，其大小适合喷射体积约小于8.0皮升的墨滴。本专利技术的另一种实施方式提供了用于触摸式传感器的柔性电路。所述电路包含介电膜，该介电膜所含的聚合物选自液晶聚合物和通过包含对亚苯基二(偏苯三酸单酯酐)的单体反应得到的聚酰亚胺共聚物。介电膜的厚度小于60μm，包括厚度减小到15μm的变薄的凹陷区。硬盘驱动器前万向架组件也可以包含厚度小于15μm的介电膜。除非另有说明，各组分的浓度在这里均指wt％。专利技术详述下面将根据需要对本专利技术进行详细描述；但应当理解，所列举的实施方式仅仅用于示范。因此，这里所介绍的具体结构和功能细节不可解释为对本专利技术的限制，而只是为权利要求作铺垫，只是指导本领域的技术人员灵活应用本专利技术的典型基础。本专利技术提供了用作复合电路基底的介电膜，所述复合电路包含柔性介电基底膜和铜导电线路。复合电路的耐受性可用弯折本文档来自技高网...

【技术保护点】
用作柔性电路基底的介电膜。所述介电膜包含：聚合物，它选自在聚合物主链上含有羧酸酯结构单元的液晶聚合物和聚酰亚胺共聚物，所述介电膜的厚度为２５－６０μｍ，它包含至少一个所述厚度减少到２５μｍ以下的凹陷区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞，NP克鲁特，CG邓恩，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]