一种PTFE覆铜板的制备方法与流程

文档序号:18252139发布日期:2019-07-24 09:50阅读:401来源:国知局

本发明涉及覆铜板制备技术,特别是涉及一种PTFE覆铜板的制备方法。即为一种高频微波覆铜板,制得的PTFE覆铜板满足高频微波电路板的使用要求。



背景技术:

聚四氟乙烯(简称PTFE)材料具有优异的介电性能(较低的介电常数和介质损耗等),以及良好的化学稳定性和热稳定性,随着通信和电子产品逐渐向高频高速化方向发展,PTFE覆铜板的市场需求迅速增长,广泛用于通信设备、电脑、汽车电子、家用电器等制造业。在高频基板行业内,PTFE覆铜板的介电常数、介质损耗、吸水率和频率特性都是最好的。

中国专利申请公开第CN106494036A号提出了一种用PTFE薄膜与玻璃布直接压合的方法来制作PTFE覆铜板,但这种方法由于氟树脂基本不流动而无法填充玻璃布的空隙,影响了板材的性能和均一性,机械性能差。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题及不足,提供一种PTFE覆铜板的制备方法,制得的PTFE覆铜板综合性能满足使用要求,制品尺寸稳定性良好。本发明工艺过程简单,易于连续化大规模生产。

本发明采取的技术方案是:一种PTFE覆铜板的制备方法,其特征在于,该方法有以下步骤:

步骤(1):将原材料组分为陶瓷粉、硅烷偶联剂、去离子水和PTFE乳液混合均匀形成PTFE胶液。

步骤(2):将玻璃纤维布匀速浸润在PTFE胶液中,烘干后得到预处理布。

步骤(3):将得到的预处理布和氟树脂膜叠合成指定厚度的生基片,在生基片两侧覆盖铜箔后再进行烧结,经保压后冷却到室温,即制得PTFE覆铜板。

本发明所述步骤(1)中,原材料组分按重量份配比为:PTFE乳液30~50份、硅烷偶联剂0.5~0.8份、陶瓷粉50~70份,去离子水25~50份。

本发明所述步骤(2)中,浸渍后的玻璃纤维布烘干温度为200~280℃,烘干时间为10~20min。

本发明所述步骤(2)中,将玻璃纤维布进行多次浸润和烘烤干燥,将玻璃纤维布制成含胶量为60~70%的预处理布。

本发明所述玻璃纤维布的厚度为0.1~0.125mm。

本发明所述步骤(3)进行烧结中,在设定烧结温度为360~400℃、压力为5~20Mpa,真空度为-(90~100)Kpa的条件下,在热压机中保压4~8小时,然后以1.5~2.5℃/min的降温速度缓慢保压冷却到室温。

本发明所述步骤(3)中,氟树脂膜为PTFE树脂膜、PFA树脂膜、FEP树脂膜其中一种,所述氟树脂膜的厚度在0.l~0.2mm之间。

本发明所述步骤(3)中,将氟树脂膜与预处理布交替、对称叠合,且与铜箔接触的最外层为氟树脂膜;所述覆盖铜箔的厚度为10~50μm。

本发明所述的陶瓷粉采用二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧化镁、碳酸钙、二氧化钛其中的一种;陶瓷粉的粒径为5~20μm。

本发明所述的PTFE乳液其中固体含量在15~60%之间,PTFE乳液在温度为20℃时,粘度为15~40mPa·s。

本发明所产生的有益效果是:

1、本发明中在PTFE本身优良的电气性能和物理性能的情况下,加入了陶瓷粉末,可增大介电常数、强度,提高耐热性,获得更低的介质损耗,并弥补PTFE热膨胀系数大,质地柔软,机械性能差等缺失,大大提高PTFE覆铜板的可靠性、稳定性。

2、本发明提高了PTFE在板材中分布的均匀性,达成DK(介电常数)值从业内一般水平的±2~3%提高到±0.04%。

3、本发明中,合理地设定和控制好升温速度、保压压力、保压时间等参数是得到合格的PTFE覆铜板的保证。缓慢降温保压冷却是为了提高制品的尺寸稳定性以及树脂和复合材料的粘结力。

4、本发明加工过程简单,有利于工业化的连续生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1:

步骤(1):按重量份数计,将粒径为5μm陶瓷粉TiO2(二氧化钛)65份、硅烷偶联剂0.5份、去离子水30份、固体含量为15%的PTFE乳液233份,混合均匀形成PTFE胶液。PTFE乳液为四氟乙烯聚合后在非离子型表面活性剂存在下的分散浓缩液,PTFE乳液在温度为20℃时,粘度为25mPa·s。

步骤(2):将厚度为0.1mm玻璃纤维布匀速浸润在PTFE胶液中,并在250℃温度下烘干15min,本例该步骤将玻璃纤维布进行两次浸渍和烘烤干燥,从而得到含胶量60%的预处理布。

步骤(3):将得到的预处理布和PTFE树脂膜交替、对称叠合成指定厚度的生基片,在生基片两侧覆盖铜箔后再进行烧结,与铜箔接触的最外层为PTFE树脂膜;PTFE树脂膜的厚度为0.lmm,叠合厚度为990μm,生基片两侧覆盖铜层厚度为38μm铜箔,在烧结温度为380℃、压力为15Mpa、真空度为-100Kpa的条件下,在热压机中保压6小时,然后以2℃/min的降温速度缓慢保压冷却到室温,即制得PTFE覆铜板。

经检测,制备的PTFE覆铜板主要性能指标为:在常温下,介电常数7.01MHz;剥离强度2.4kN/m;吸水性0.01%;铜箔无翘边、脱落现象。

实施例2:

步骤(1):按重量份数计,将粒径为15μm陶瓷粉SiO2(二氧化硅)55份、硅烷偶联剂0.8份、去离子水40份、固体含量为15%的PTFE乳液300份,混合均匀形成PTFE胶液。PTFE乳液为四氟乙烯聚合后在非离子型表面活性剂存在下的分散浓缩液,PTFE乳液在温度为20℃时,粘度为25mPa·s。

步骤(2):将厚度为0.1mm玻璃纤维布匀速浸润在PTFE胶液中,并在250℃温度下烘干15min,本例该步骤将玻璃纤维布进行两次浸渍和烘烤干燥,从而得到含胶量60%的预处理布。

步骤(3):将得到的预处理布和PTFE树脂膜交替、对称叠合成指定厚度的生基片,在生基片两侧覆盖铜箔后再进行烧结,与铜箔接触的最外层为PTFE树脂膜;PTFE树脂膜的厚度为0.lmm,叠合厚度为990μm,在生基片两侧覆盖铜层厚度为38μm铜箔,在烧结温度为380℃、压力为15Mpa、真空度为-100Kpa的条件下,在热压机中保压6小时,然后以2℃/min的降温速度缓慢保压冷却到室温,即制得PTFE覆铜板。

经检测,制备的PTFE覆铜板主要性能指标为:在常温下,介电常数4.31MHz;剥离强度2.7kN/m;吸水性0.03%;铜箔无翘边、脱落现象。

实施例3:

步骤(1):按重量份数计,将粒径为20μm陶瓷粉SiO2(二氧化硅)50份、硅烷偶联剂0.8份、去离子水40份、固体含量为45%的PTFE乳液78份,混合均匀形成PTFE胶液。PTFE乳液为四氟乙烯聚合后在非离子型表面活性剂存在下的分散浓缩液,PTFE乳液在温度为20℃时,粘度为25mPa·s。

步骤(2):将厚度为0.1mm玻璃纤维布匀速浸润在PTFE胶液中,并在220℃温度下烘干20min,本例该步骤将玻璃纤维布进行两次浸渍和烘烤干燥,从而得到含胶量70%的预处理布。

步骤(3):将得到的预处理布和PTFE树脂膜交替、对称叠合成指定厚度的生基片,在生基片两侧覆盖铜箔后再进行烧结,与铜箔接触的最外层为PTFE树脂膜;PTFE树脂膜的厚度为0.lmm,叠合厚度为990μm,在生基片两侧覆盖铜层厚度为18μm铜箔,在烧结温度为380℃、压力为15Mpa、真空度为-100Kpa的条件下,在热压机中保压6小时,然后以2℃/min的降温速度缓慢保压冷却到室温,即制得PTFE覆铜板。

经检测,制备的PTFE覆铜板主要性能指标为:在常温下,介电常数3.87MHz;剥离强度2.4kN/m;吸水性0.02%;铜箔无翘边、脱落现象。

实施例4:

步骤(1):按重量份数计,将粒径为15μm的陶瓷粉TiO2(二氧化钛)45份、硅烷偶联剂0.8份、去离子水40份、固体含量为30%的PTFE乳液183份,混合均匀形成PTFE胶液。PTFE乳液为四氟乙烯聚合后在非离子型表面活性剂存在下的分散浓缩液,PTFE乳液在温度为20℃时,粘度为25mPa·s。

步骤(2):将厚度为0.1mm玻璃纤维布匀速浸润在PTFE胶液中,并在280℃温度下烘干10min,本例该步骤将玻璃纤维布进行两次浸渍和烘烤干燥,从而得到含胶量70%的预处理布。

步骤(3):将得到的预处理布和氟树脂膜交替、对称叠合成指定厚度的生基片,在生基片两侧覆盖铜箔后再进行烧结,与铜箔接触的最外层为氟树脂膜;PTFE树脂膜的厚度为0.lmm,叠合厚度为990μm,在生基片两侧覆盖铜层厚度为18μm铜箔,在烧结温度为380℃、压力为15Mpa、真空度为-100Kpa的条件下,在热压机中保压6小时,然后以2℃/min的降温速度缓慢保压冷却到室温,即制得PTFE覆铜板。

经检测,制备的PTFE覆铜板主要性能指标为:在常温下,介电常数3.13MHz;剥离强度2.2kN/m;吸水性0.03%;铜箔无翘边、脱落现象。

与现有技术相比,本发明制备方法简单,易于操作,填料分散效果好,混合均匀,制品尺寸稳定性好。通过合理的配比,使用本发明制备的PTFE覆铜板具有不同的介电常数(2.6~8.6MHz),介质损耗因子≤0.003,剥离强度≥2.2kN/m,综合性能满足使用要求。本发明工艺过程简单,满足工业化批量生产的要求。

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