非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板的制备方法
【专利摘要】本发明非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板的制备以聚四氟乙烯为主体材料,旨在在保持高频通讯用覆铜箔板优良的介电性能（介电常数小于2.8，介电损耗小于0.005），高的耐热性的基础上简化制备工艺,使其在低于250℃下压制成型，其覆铜箔板的厚度为0.05-3.2mm。制备工艺包括聚四氟乙烯的表面处理，与粘接剂的混合后制成半固化片，最后压制成型。此种方法制备的聚四氟乙烯覆铜箔板工艺简单，成本低，应用范围广，为未来的通讯快速发展奠定基础。
【专利说明】非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板的制备
【技术领域】
[0001]本发明属于高性能覆铜箔板【技术领域】，具体来说，本发明是涉及聚四氟乙烯的表面处理及高性能覆铜箔板制备的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的革命，数字电路逐渐步入信息处理高速化、信号传输高频化阶段。随着不断增加的数据，电子设备的频率变得越来越高，这时基板的电性能将严重影响数字电路的特性，因此对PCB基板的性能提出了更高的要求。传统的FR-4产品不能满足该类产品在信号传输方面的要求。信号传输速度与介电常数(Dk)的平方根成反比,介电损耗(Df)与信号传的损耗成正比，传统的FR-4产品的Dk和Df值偏大，这样会阻碍信号传输的速度，影响信号传输的完整性。
[0003]正因为有这样的需求，市场上不断地涌现出各种类型的板材，按其绝缘层的介电常数和应用领域大致上可划分为以下三个档次:(I) Dk〈3.0,以PTFE材料为主，如RT5880，AR522 等；(2)PTFE替代品:Dk在3.5左右，主要以热固性复合物为主，如PPE、烯烃、CE及其复合物等，如GML2000，R04350, AR25FR等；(3)高速数字应用领域:Dk在3.9左右，主要以环氧树脂改性为主，具有接近传统FR-4的加工工艺，价格相对便宜，如GETEK，FR408等。
[0004]目前，只有PTFE材料为主的覆铜板能够满足Dk〈3.0,但是其制备工艺复杂(需要高温烧结)，软化点低，因此造成成品率低，并且其价格高，限制了其应用，为了 4G的快速发展，因此急需制备工艺简单的高性能聚四氟乙烯的覆铜箔板。
【发明内容】
[0005]针对现有技术生产的聚四氟乙烯覆箔板的不足，本发明旨在提供高性能聚四氟乙烯覆铜箔板一种新的制备方法，该种聚四氟乙烯覆铜箔板制备工艺简单、性能优良，并且适合多种应用领域。
[0006]该种聚四氟乙烯覆铜箔板，由以下重量份数的原料制得:
聚四氟乙烯100份
粘接剂 50.0-100份
填料 10-50份
催化剂少量
改性材料 10-50份
增强材料(纤维)150-200份
铜箔(半盎司或I盎司)2张
上述聚四氟乙烯覆铜箔板的制备，包含以下步骤:
1.利用表面处理方法包括化学腐蚀方法、高温表面熔融法、低温等离子体法、气体热氧化法和辐射法等，对聚四氟乙烯表面进行处理。
[0007]2.制备并选择合适的粘接剂，此种粘接剂可以为环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树月旨、双马来酰亚胺树脂、聚苯醚树脂、芳烷基酚树脂、硅树脂、含氟树脂等；或者两种或三种的共混物。
[0008]3.制备含聚四氟乙烯的覆铜箔板:首先制备半固化片，然后将半固化片和改性的半固化片叠加起来，放置在160°C压机中，缓慢加压，控制流胶度，直达到最大压力，然后在10分钟内升温到180-200°c，压制40分钟-120分钟。
[0009]4.降温,温度低于100°C,取板。
[0010]对按照本发明制备得到的多个实施例产品按如下方法对其性能进行测试:
1.玻璃化转变温度:见IPC-TM-650试验方法手册-2.4.25差热扫描量热测定玻璃化转变温度和固化温度(DSC )。
[0011]2.热分解温度:采用TGA进行测试，失重5%的温度(T5st)即为热分解温度Td (升温速率10°c /min,氮气气氛)。
[0012]3.热应力:见IPC-TM-650试验方法手册-2.4.13.1层压板的热应力。
[0013]4.热膨胀系数:见IPC-TM-650试验方法手册-2.4.24玻璃化转变温度和Z轴热膨胀(TMA法)。
[0014]5.PCT:具体步骤见IPC-TM-650试验方法手册-2.6.16环氧玻璃布层压板的完善性(压力容器法)。
[0015]6.吸水率:在PCT试验过程中得到。
[0016]7.T288:主要步骤见IPC-TM-650试验方法手册-2.4.24.1分层(裂解)时间(热机械分析仪法)，所固定的温度为288°C。
[0017]8.介电性能:见IPC-TM-650试验方法手册-2.5.5.9 IGHz下的介电常数(平行板法)。
[0018]9.阻燃性能:见ASTM D 3801方法。
[0019]10.剥离强度:见IPC-TM-650试验方法手册-2.4.8覆金属箔板的剥离强度。
【具体实施方式】
[0020]下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是实施例只用于对本发明进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可根据本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0021]实施例一:
[0022]选择环氧树脂作为粘接剂
[0023]取10g环氧树脂、0.8g二甲基咪唑、10g表面处理的聚四氟乙烯粉、30g硅微粉和适量的丙酮溶剂，制备形成半固化片，然后将半固化片放置在I盎司的铜箔上，，最后在最上面放置一张I盎司的铜箔。将此放置在160°c的压机内，打到接触压力，使之凝胶，然后将压力打满，升温到190°C，压制40min，降温到100°C以下，取板。性能测试数据见图1。
[0024]实施例二:
[0025]选择环氧树脂作为粘接剂
[0026]取10g环氧树脂、10g表面处理的聚四氟乙烯粉、1g交联聚苯乙烯微粉、0.Sg二甲基咪唑和适量的丙酮，制备形成半固化片；然后将半固化片依次放置在I盎司的铜箔上，在最上面放置一张I盎司的铜箔。按照合适的工艺压制成板，测量覆铜箔板的性能，其测试数据见图2。
[0027] 实施例三:
选择环氧树脂作为粘接剂
取10g环氧树脂、0.8g 二甲基咪唑，、100g表面处理的聚四氟乙烯粉、1g娃微粉和适量的丙酮，还添加了一些改性材料；制备形成半固化片；然后将半固化片依次放置在I盎司的铜箔上，最后在最上面放置一张I盎司的铜箔。压制成板，其覆铜箔板的性能如图3。
实施例四:
将酚醛树脂作为粘接剂，
取10g热固性酚醛树脂、适量乙醇，10g表面处理的聚四氟乙烯粉、30g硅微粉和一些改性材料，制备形成半固化片；然后将半固化片依次放置在I盎司的铜箔上，，最后在最上面放置一张I盎司的铜箔。按照合适的工艺压制成板，测量板的性能，其结果见图4。
实施例五:
将环氧树脂和氰酸酯树脂作为粘接剂，
取10g环氧树脂和氰酸酯树脂(环氧树脂:氰酸酯树脂=5:5)、适量的丙酮溶剂、10g表面处理的聚四氟乙烯粉和30g硅微粉，制备形成半固化片；然后将半固化片依次放置在I盎司的铜箔上，最后在上面放置一张I盎司的铜箔。按照合适的工艺压制成板，测量板的性能，其结果见图5。
实施例六:
将BT树脂作为粘接剂，
取10g BT树脂、适量的二甲基甲酰胺、10g表面处理的聚四氟乙烯粉为和30g硅微粉，制备形成半固化片；然后将半固化片依次放置在I盎司的铜箔上，最后在上面放置一张I盎司的铜箔。按照合适的工艺压制成板。
图1是实施例一的性能测试数据图；
图2是实施例二的性能测试数据图；
图3是实施例三的性能测试数据图；
图4是实施例四的性能测试数据图；
图5是实施例五的性能测试数据图。
【权利要求】
1.一种非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，其特征在于制备的基本原料为聚四氣乙火布。
2.根据权利I所述的，其特征在于使用了聚四氟乙烯的粘接剂；此种粘接剂可以为环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、二苯醚树脂及衍生物、芳烷基酚树脂、硅树脂、含氟树脂等两种或三种的共混物。
3.根据权利I所述的，其特征在于使用了增强材料；此种增强材料可以为玻璃纤维布、碳纤维布、尼龙纤维布、聚四氟乙烯与玻璃纤维混纺布等；或两种和三种的共同使用。
4.根据权利2所述的非烧结成型聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，其特征在于在使用粘接剂之前，聚四氟乙烯表面需要进行表面处理；所使用的表面处理方法包括化学腐蚀方法、高温表面熔融法、低温等离子体法、气体热氧化法和辐射法等。
5.根据权利4所述的，其特征在于经过表面处理的聚四氟乙烯表面已经接枝上一些极性基团，从而提升了粘接剂与聚四氟乙烯之间的粘接力。
6.根据权利I所述的，其特征为添加了填料；所使用的填料包括不同尺寸大小的硅微粉、交联聚苯乙烯微粉等；所添加的填料经过了表面处理，利于在混合过程中均匀分散。
7.根据权利I所述的非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，其特征在于加入了改性材料，旨在进一步降低材料的介电常数和介电损耗。
8.根据权利I所述的非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，其特征在于成型工艺简单，不需要高温烧结。
9.根据权利1-5所述的非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，其特征在于具有低的介电常数(小于2.8)和低的介电损耗(小于0.005)。
10.根据权利1-4所述的非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，具有低的吸水率。
11.根据权利1-4所述的非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，具有高的热分解温度，超过340°C。
12.根据权利1-4所述的非烧结成型高性能聚四氟乙烯高频通讯用覆铜箔板，达到了UL94-V0级阻燃要求。
【文档编号】B32B15/092GK104149420SQ201410196744
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】余若冰, 蒋涌 申请人:华东理工大学