一种PFA复合铜箔卷的连续制备工艺的制作方法

本发明涉及铜箔卷制备，具体为一种pfa复合铜箔卷的连续制备工艺。

背景技术：

1、随着5g移动网络、卫星通信、导航等领域的发展，航天电子线路产品也逐渐向高频化、小型化和低功耗方向发展，航天器上电气、电子器件所用介质材料的性能直接影响仪器设备乃至航天器运行的可靠性和寿命，而柔性电路板有利于缩减器件体积和质量，增强器件的可伸缩移动性能，聚四氟乙烯（ptfe）覆铜板作为常用的柔性高频电路板的基材，介电性能优异、辐射水平极低，但它极低的表面活性、突出的不粘性使它很难与基体材料复合，限制了它的应用；现有技术只能生产制备铜箔，复合铜箔卷的生产制备工艺还不成熟，因此制备出一种性能优异的柔性高频电路板的基材及复合铜箔卷成为目前研究的热点。

2、传统的基材如酚醛/纸基、环氧/玻璃布基虽由于成本较低、工艺成熟，但它们在作为高性能柔性高频电路板的基体材料时，越来越暴露出介电性能较差、耐热性不佳、热膨胀率偏高等缺陷；乙烯和四氟乙烯共聚物(etfe)是由乙烯和四氟乙烯交替共聚合成，不仅具有传统ptfe的耐热、耐化学性、电绝缘性，而且其密度、耐辐射和机械性能有了很大程度的改善，同时它能够熔融加工，在电线电缆、防腐涂层等领域有着广泛的应用，由于乙烯的引入提高了耐辐射性能，其加工性能也得以改善，同时它对金属表面的附着力大大提高，使氟塑料和金属的紧衬工艺得以实现；但对于仅含有四氟乙烯和乙烯两种组分的etfe共聚物也有不足之处，在高温下较小的应力便能使其产生开裂现象，大大缩短了使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供了一种pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，通过将制备的新型pfa膜作为基体材料，利用等离子体处理和离子注入工艺，与改性后的铜箔经收卷辊收卷，具有耐候、抗剥性能强的特点。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种pfa复合铜箔卷的连续制备工艺包括以下步骤：

4、（1）将耐候型pfa薄膜经过乙醇、丙酮超声清洗后，置于等离子体发生器中，抽真空10-20min，通入反应气体，调节真空度为45-60pa，进行低温等离子体处理，接着置于磁过滤复合真空镀膜机中，采用离子注入法进行表面沉积金属过渡层，离子注入靶材为镍靶，离子能量为8-12kev，得到耐候高粘pfa薄膜。

5、（2）采用压延成型工艺，将耐候高粘pfa薄膜制成20-30μm厚的生基片，将表面改性铜箔覆于生基片的两面，在180-210℃压制1-3h，由收卷辊进行收卷，得到pfa复合铜箔卷。

6、进一步的，步骤（1）中反应气体为电容耦合辉光放电产生的氮气或氧气。

7、进一步的，步骤（1）中等离子气体处理时间为5-10min，等离子气体处理功率为60-100w。

8、进一步的，步骤（2）中压制压力为1.5-2.5mpa。

9、进一步的，步骤（1）中耐候型pfa薄膜的制备工艺包括以下步骤：

10、步骤s1、氮气氛围下，向反应烧瓶中加入全氟丁醇和四氢呋喃，搅拌均匀后，加入氢化钠，搅拌均匀后，加入甲基苯基乙烯基氯硅烷和四丁基碘化铵，搅拌反应，反应结束后，乙酸乙酯和去离子水萃取，有机相浓缩，柱层析分离，干燥后得到含氟有机硅烯基单体。制备反应式如下：

11、

12、步骤s2、氮气氛围下，向高压反应釜中加入叔丁醇、去离子水和过硫酸铵，搅拌均匀后，加入四氟乙烯单体、乙烯单体和含氟有机硅烯基单体，搅拌反应，反应结束后，减压蒸馏，流延成膜，得到耐候型pfa薄膜。

13、进一步的，步骤s1中全氟丁醇、氢化钠、甲基苯基乙烯基氯硅烷、四丁基碘化铵的比例关系为1mol:（1.1-1.3）mol:（1.05-1.2）mol:（0.05-0.1）mol。

14、进一步的，步骤s1中反应温度为20-35℃，反应时间为8-16h。

15、进一步的，步骤s2中过硫酸铵、四氟乙烯单体、乙烯单体、含氟有机硅烯基单体的比例关系为（0.02-0.05）mol:1mol:（0.8-1.2）mol:（0.01-0.05）mol。

16、进一步的，步骤s2中反应温度为60-80℃，反应压力为2-3mpa，反应时间为5-10h。

17、采取上述技术方案，本发明的有益效果在于：

18、本发明首先通过甲基苯基乙烯基氯硅烷与全氟丁醇在氢化钠和四丁基碘化铵的作用下，得到含氟有机硅烯基单体，接着与四氟乙烯单体、乙烯单体在过硫酸铵引发作用下，得到耐候型pfa薄膜，然后对耐候型pfa薄膜表面采用等离子体处理和离子注入法，对薄膜表面沉积金属过渡层，得到耐候高粘pfa薄膜，最后采用压延成型工艺，将耐候高粘pfa薄膜与表面改性铜箔收卷辊进行收卷，得到pfa复合铜箔卷。

19、含氟有机硅烯基单体分子中的有机基团与四氟乙烯分子具有结构上的一致性，具有良好的相容性，与乙烯单体和四氟乙烯单体聚合，并通过引入刚性的苯环结构，提升体系的网络交联密度，增强了基体间的结合强度，使得pfa膜的拉伸性能得到明显提升；耐候型pfa薄膜分子结构中含有硅键和碳键，硅键的键能比碳键高，可以承受更高温度的热能，同时硅键的键长比碳键长，这使得有机硅具有更好的柔韧性和变形性能，在200℃下放置24h后，未出现开裂现象，具有良好的耐高温稳定性。

20、等离子气体和离子注入对薄膜的处理不仅具有物理溅射的刻蚀作用，也产生了分子激活和化学反应，引起薄膜表面自由基增多和表面能大幅度增加，起到了能量传递的作用，在薄膜表面促进活性基团如-oh和c-o-c等的引入，由于-oh和c-o-c属亲水性基团，使薄膜的亲水性、粘结性能提高；对超薄铜箔粗糙表面进行改性处理后，铜箔表面晶粒大小均匀且紧密排列，晶粒上生长出有许多的小“分支”，“分支”晶粒的存在可以大大提高铜箔的锚固作用力，使其与耐候型pfa薄膜间的结合更紧密，二者之间的界面效应减小，提高了pfa薄膜与铜箔之间的黏结性能，为后续柔性线路板的制备打下了良好的基础。

21、本发明制备的复合铜箔卷具有较低的介质损耗因数，有利于信号完整快速地传输，同时可以减少电路板本身发热的现象，对电路板在高频、高速情况下的使用非常有益；在耐候高粘pfa薄膜的两面均匀覆有表面改性铜箔，经过收卷后得到pfa复合铜箔卷，可有效防止电子击穿，能够提高材料的柔性，同时具有安全性高和轻量化的特点。

技术特征：

1.一种pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中反应气体为电容耦合辉光放电产生的氮气或氧气。

3.根据权利要求1所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中等离子气体处理时间为5-10min，等离子气体处理功率为60-100w。

4.根据权利要求1所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤（2）中压制压力为1.5-2.5mpa。

5.根据权利要求1所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中耐候型pfa薄膜的制备工艺包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤s1中全氟丁醇、氢化钠、甲基苯基乙烯基氯硅烷、四丁基碘化铵的比例关系为1mol:（1.1-1.3）mol:（1.05-1.2）mol:（0.05-0.1）mol。

7.根据权利要求5所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤s1中反应温度为20-35℃，反应时间为8-16h。

8.根据权利要求5所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤s2中过硫酸铵、四氟乙烯单体、乙烯单体、含氟有机硅烯基单体的比例关系为（0.02-0.05）mol:1mol:（0.8-1.2）mol:（0.01-0.05）mol。

9.根据权利要求5所述的pfa复合铜箔卷的连续制备工艺，其特征在于，所述步骤s2中反应温度为60-80℃，反应压力为2-3mpa，反应时间为5-10h。

技术总结本发明涉及铜箔卷制备技术领域，且公开了一种PFA复合铜箔卷的连续制备工艺，含氟有机硅烯基单体与四氟乙烯分子具有结构上的一致性，与乙烯单体和四氟乙烯单体聚合，并引入刚性的苯环结构，提升体系的网络交联密度，增强了基体间的结合强度；耐候型PFA薄膜分子结构中硅键的键能比碳键高，可以承受更高温度的热能，同时硅键的键长比碳键长，具有更好的柔韧性和变形性能；等离子气体和离子注入对薄膜的处理不仅具有物理溅射的刻蚀作用，也产生了分子激活和化学反应，引起薄膜表面自由基增多和表面能大幅度增加，起到了能量传递的作用；本发明制备的复合铜箔卷具有较低的介质损耗因数，有利于信号完整快速地传输。技术研发人员：郭浩,林剑耀,卢和俊受保护的技术使用者：苏州浅米科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26