[发明专利]利用单方向碳纤维预浸料织物的复合材料及利用该复合材料的覆铜板层压板

说明书

技术领域

本发明涉及具有厚度薄、热膨胀系数低及热放出高等特性的复合材料的制造方法、通过该制造方法制造的复合材料及利用该复合材料的覆铜板层压板；具体地，涉及利用单方向碳纤维（uni-directional carbon fiber）预浸料（prepreg）的复合材料的制造方法、利用该制造方法制造的复合材料及利用该复合材料的覆铜板层压板。

背景技术

广泛用作印刷电路板的覆铜的薄层积板-覆铜板层压板（Copper Clad Laminate:CCL）通常具有在两个铜层之间形成绝缘层的结构。用作覆铜板层压板基础材料的绝缘层的素材-树脂虽然绝缘性优异，但是具有机械强度弱、随着温度的尺寸变化比金属大的缺点。

为了弥补树脂层的上述缺点，纸、玻璃纤维或无纺布成为用于增加树脂层的强度及减少随着温度的尺寸变化的补强基材。

覆铜板层压板可分为在玻璃纤维中浸渍环氧树脂的玻璃纤维/环氧树脂（Glass/Epoxy）覆铜板层压板、用于制造印刷电路板的纸/苯酚（Paper/Phenol）覆铜板层压板、具有2中以上的补强基材的复合（Composite）覆铜板层压板、在信息处理领域中所使用的利用具有低漏电率的补强基材的高频用覆铜板层压板及由柔韧性高的聚酯或聚酰亚胺薄膜和铜箔制成的柔性（Flexible）覆铜板层压板。

同便携式移动通信终端一样，人们对电子产品的移动性（portability）也产生了要求，因而随着对构成电子产品的印刷电路板（PCB;Printed Circuit Board）的小型化、薄板化、高直接化，还要求高性能和功能。其结果是用于电子产品的印刷电路板中的元件包密度增加，安装的层数多层化，同时印刷电路板从单面变为双面。

通常使用的球栅阵列（BGA,Ball Grid Array）封装工艺、系统级封装（SiP,System in Package）及多芯片模块（MCM,Multi Chip Module）的情况都由于主板（Main Board）和子板（Sub Board）或芯（Chip）和芯相互之间的热膨胀系数（CTE;Coefficient of Thermal Expansion）的差异而可能发生翘曲（Warpage），结果芯和芯还有基板的连接上可能发生裂隙（Crack）。

即，通常使用的印刷电路板的热膨胀系数约为12-20ppm（半导体封装用FR-4、epoxy/玻璃纤维），而通过焊球（Solder Ball）安装于基板上的芯（半导体、硅片）的热膨胀系数为2-5ppm，由于在产品的使用时发生的热而导致焊球的疲劳寿命降低，同时基板水平膨胀而变形。尤其薄板产品时对热膨胀系数的敏感性大、取给或使用中对小小的外部冲击也敏感而产生不良，产品的可靠性降低。

为了消除印刷电路板和在其上安装的芯之间的热膨胀系数的差异引起的问题，现有技术中有韩国注册专利第847003号“用于印刷电路板的碳纤维补强材料”。在该现有技术中公开了，如图8所示，将横、竖相互织造的碳纤维布（Carbon Fiber Cloth）和碳纤维粉碎粒子中的一种或两种含浸在含有溶剂、催化剂、硬化剂及环氧树脂的聚合物（Polymer）溶体中，利用多个辊（roll）将其加工成所需的厚度后，在60-140℃下干燥而制造的用于印刷电路板的碳纤维补强材料。此外，该现有技术中还公开了，如图9所示，在用于印刷电路板的碳纤维补强材料的上下表面形成铜箔的覆铜板层压板。

但是这种利用碳纤维织物的印刷电路板用补强材料由于是织造碳纤维本身，而在减少厚度方面受限，且具有在织物中产生空隙（缝隙）的缺点。即，目前生产的最细的碳纤维为1K（这里“K”是指构成碳纤维的细丝的股数，是指1000股），由于由1000股的碳纤维细丝束（yarn）构成，织成织物时所织造的碳纤维织物的厚度具有限制，最薄的厚度为140μm左右。

此外，在织造碳纤维之后要在树脂中含浸而制作，即使再努力使得碳纤维织物的经丝和纬丝之间没有缝隙，在将树脂含浸时由于工序的张力而出现在经丝方向上的宽幅减少的现象以及由于树脂而使经丝和纬丝的宽幅减少而产生缝隙变大的问题，因此在印刷电路板通孔加工时，照射一定强度的激光而加工一定厚度的孔时，由于空隙（缝隙）而导致空隙部位和碳纤维部位的强度差异，从而形成不均匀的通孔。例如，为了加工存在碳纤维的部位而照射一定强度的激光时，空隙部位（只有树脂的部位）的加工过度而导致产生通孔的深度比所需的要深的问题，为了防止这一问题而照射弱强度的激光时，又产生存在碳纤维的部位达不到所需的深度而加工不足的问题。