一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板及其制备方法与流程

本发明属于高频电路板材料领域，涉及一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板及其制备方法。

背景技术：

1、由于现代电子信息技术提出了高频、高速、高容量的发展需求，电子设备的工作频率越来越高，上升到微波频段，导致介质基板材料对于高频信号的影响愈发显著。聚四氟乙烯(ptfe)具有较好的介电性能，吸湿率低，化学稳定性好等，可作为基板的树脂材料使用，但由于其刚性差和热膨胀系数较大，所以常采用玻璃纤维(gf)作为增强材料，制备ptfe/gf增强复合材料基板。

2、传统玻纤布基覆铜板的制备工艺步骤繁琐，采用传统e-玻纤，玻璃纤维不能随机分布在复合材料内，纤维布经纬纱组织点交替处树脂浸渍较少，最终导致热压出的基板介电性能不够好。

3、公开号为cn108570877a的中国专利公开了一种高频高速电路板用的对位芳纶基半固化片的制造方法，采用酸或碱预处理对位芳纶纤维，然后与对位芳纶浆粕、玻璃纤维抄纸，然后与胶液浸胶预固化成半固化片；该技术方案虽然通过酸碱预处理，使得对位芳纶纤维表面润湿性得到了改善，提高了与胶液的结合性，但酸碱预处理会损伤芳纶纤维的性能，造成芳纶纤维性能的不稳定，量产工业化难度大。

4、因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板的制备方法，克服现有浸渍法制备玻纤布增强ptfe复合材料步骤繁琐，且由于纤维分布不均匀，纤维布经纬纱组织点交替处树脂浸渍较少，导致最终热压出的基板介电性能存在缺陷和不足。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现：

3、一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板的制备方法，包括以下步骤：

4、a)使用硅烷偶联剂将对位芳纶纤维、石英纤维进行预处理，得到表面改性的共混纤维；

5、b)将步骤a)改性处理的共混纤维与聚氧化乙烯溶液混合，得到共混纤维的分散液；

6、c)将步骤b)得到的共混纤维的分散液和聚四氟乙烯乳液混合，得到共混物；

7、d)将步骤c)得到的共混物依次进行抽滤和烘干，并在高温下烧结得到半固化片；

8、e)将步骤d)得到的半固化片与铜箔叠配后进行真空热压烧结，得到聚四氟乙烯高频覆铜板。

9、进一步来说，步骤a)中的对位芳纶微纤的平均长度为800～1000um，石英纤维的平均长度为500～900um。

10、进一步来说，步骤a)的硅烷偶联剂为十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷(f8261)。

11、进一步来说，步骤b)中聚氧化乙烯溶液中聚氧化乙烯的浓度为0.03～0.05wt％。

12、进一步来说，步骤c)中聚四氟乙烯乳液的固含量为55～65wt％，平均粒径为0.1～0.3μm。

13、进一步来说，步骤c)中共混纤维的分散液和聚四氟乙烯乳液的混合在超声的条件下进行。

14、进一步来说，步骤c)中共混物中纤维的含量为5～15wt％。

15、进一步来说，步骤d)中烘干的方式为在85～105℃下烘干0.5～2h，然后在260～300℃下低温烘烤10～15min，在360～380℃下高温烧结5～10min。

16、进一步来说，步骤e)中真空热压烧结的压强为1～10mpa，所述真空热压烧结的时间为6～8h，所述真空热压烧结的温度为380～400℃。

17、本发明还提供了一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板，采用上述技术方案所述的制备方法制备而成。

18、本发明提供了一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板的制备方法，首先将具有独特长径比结构的高性能纤维(对位芳纶微纤和/或石英纤维)进行改性预处理。接着将共混纤维与聚氧化乙烯溶液混合，利用聚氧化乙烯作为分散剂，避免纤维絮聚现象，改善纤维在介质中的分散特性。然后加入聚四氟乙烯乳液，得到共混物，将共混物依次进行真空抽滤、烘干、低温烘烤，并在高温下烧结得到半固化片。鉴于ptfe颗粒的空间位阻效应，纤维在沉降过程中保持其取向，在自组装成型过程中同步构建三维骨架结构，有助于ptfe颗粒进入纤维骨架的内部空间。通过在ptfe基体中构筑各向同性的网络结构可以大幅度降低介质基板材料在z轴方向上的热膨胀性，使其具备低热膨胀系数。最后将介质层、铜箔、进行真空高温压合制得聚四氟乙烯高频覆铜板，由于三维骨架结构的设计与高性能纤维的本征优势，该基板具有介电常数低和机械性能好、轻量化、低膨胀等特性。

19、采用上述技术方案，具有以下有益效果：采用湿法成型技术，实现纤维在树脂介质中的均匀分布，所制得的基板介电性能好，铜箔剥离强度高，热稳定性好，吸湿率低，同时简化了制造工艺、降低了制造成本。

技术特征：

1.一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤a)中的对位芳纶微纤的平均长度为800～1000um，石英纤维的平均长度为500～900um。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤a)的硅烷偶联剂为十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤b)中聚氧化乙烯溶液中聚氧化乙烯的浓度为0.03～0.05wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤c)中聚四氟乙烯乳液的固含量为55～65wt％，平均粒径为0.1～0.3μm。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于：步骤c)中共混纤维的分散液和聚四氟乙烯乳液的混合在超声的条件下进行。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤c)中共混物中纤维的含量为5～15wt％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤d)中烘干的方式为在85～105℃下烘干0.5～2h，然后在260～300℃下低温烘烤10～15min，在360～380℃下高温烧结5～10min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤e)中真空热压烧结的压强为1～10mpa，所述真空热压烧结的时间为6～8h，所述真空热压烧结的温度为380～400℃。

10.一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结本发明公开了一种低介电低膨胀的聚四氟乙烯高频覆铜板的制备方法，包括以下步骤：a)使用硅烷偶联剂将对位芳纶纤维、石英纤维进行预处理，得到表面改性的共混纤维；b)将步骤a)共混纤维与聚氧化乙烯溶液混合，得到共混纤维的分散液；c)将步骤b)得到的共混纤维的分散液和聚四氟乙烯乳液混合，得到共混物；d)将步骤c)得到的共混物依次进行抽滤和烘干，并在高温下烧结得到半固化片；e)将步骤d)得到的半固化片与铜箔叠配后进行真空热压烧结，得到聚四氟乙烯高频覆铜板。采用湿法成型技术，实现纤维在树脂介质中的均匀分布，所制得的基板介电性能好，铜箔剥离强度高，热稳定性好，吸湿率低，同时简化了制造工艺、降低了制造成本。技术研发人员：周乾坤,杨萍受保护的技术使用者：江苏生益特种材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18