CN106188998A - 一种ptfe介质基板高频覆铜板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PTFE介质基板高频覆铜板,包括PTFE介质基板,所述PTFE介质基板由下述重量份的原料制备而成:PTFE树脂45‑55份、二氧化硅20‑30份、高介电常数填料5‑15份、阻燃剂1‑5份、水45‑55份。本发明的PTFE介质基板高频覆铜板,通过合理的配比,优选出适合提高PTFE介质基板的高介电常数填料、阻燃剂的种类及用量,提高了介电常数、阻燃性能和剥离强度,综合性能十分优异,填料分散效果好,成本低廉,既环保又经济。
Description
技术领域
本发明涉及覆铜板技术领域,尤其涉及一种PTFE介质基板高频覆铜板。
背景技术
随着电子产品的发展趋向多功能化,电子产品的零部件也不断向轻、薄、短、小等方面发展,尤其是高密度集成电路技术的广泛应用,对民用电子产品提出高性能化、高可靠性和高安全性的要求;对工业用电子产品提出技术性能良好、低成本、低能耗的要求。因此电子产品的核心材料——印制电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)的基材覆铜板面临着更高的技术要求、更严峻的使用环境及更高的环保要求。
覆铜板(Copper Clad Laminate,简称CCL)主要用于生产印制电路板,是以纤维纸、玻璃纤维布或玻璃纤维无纺布(俗称玻璃毡)等作为增强材料,浸以树脂,单面或双面覆以铜箔,经热压而成的一种产品。现有的覆铜板由于制造原材料及制造结构的差异性,CCL基材的技术性能各有差异。
聚四氟乙烯(Poly Tetra Fluoro Ethylene,简称PTFE)覆铜板的使用也日益受到青睐。由于PTFE具有优秀的介电性能(低介电常数和低介质损耗)以及良好的化学稳定性和热稳定性,所以PTFE覆铜板主要用于卫星通讯、移动无线电通讯、卫星广播电视雷达设备以及计算机等领域。
通常,PTFE覆铜板通常包括PTFE复合介质基板、位于PTFE复合介质基板的相对两表面的铜层以及设置于PTFE复合介质基板和铜层之间并用于提高PTFE覆铜板高频性能的粘接层,该粘接层由惰性材料制成。由于该粘接层中惰性材料的分子链较大,粘连性能好,不容易切割。当采用普通铣刀在PTFE覆铜板上加工镀通孔(Plated through hole,PTH)时,容易于加工表面产生大量毛刺,而且由于这些毛刺较软,不容易清除。
在现有无增强材料的PTFE复合介质基板的制备方法中,都存在工艺流程复杂,且需要加入各类有机助剂,以改善PTFE与填料的分散效果。在去除有机助剂的过程中,一般都需要长时间(4h以上)高温(200℃以上)处理以去除有机助剂,并且还仍然可能存在有机助剂的残留,对PTFE复合介质基板的介电性能和吸水性有影响。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种综合技术性能优良、又具备良好的机械强度和尺寸稳定性,同时生产成本、能耗和环保成本较低的覆铜板。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种PTFE介质基板高频覆铜板。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种PTFE介质基板高频覆铜板,包括PTFE介质基板,所述PTFE介质基板由下述重量份的原料制备而成:PTFE树脂45-55份、二氧化硅20-30份、高介电常数填料5-15份、阻燃剂1-5份、水45-55份。
优选地,所述的高介电常数填料为钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶中一种或多种的混合物。
更优选地,所述的高介电常数填料由钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶混合而成,所述钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶的质量比为(1-3):(1-3):(1-3)。
优选地,所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯中一种或多种的混合物。
更优选地,所述的阻燃剂由磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成,所述磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯的质量比为(1-3):(1-3):(1-3)。
优选地,所述的二氧化硅的粒径为1-100nm。
优选地,所述的高介电常数填料的粒径为0.01-20μm。
优选地,所述的PTFE介质基板的厚度为0.4-5mm。
优选地,所述的PTFE介质基板高频覆铜板为双面覆铜板或者单面覆铜板,即在所述PTFE介质基板的两相面对表面或一个表面铺设有铜层。
优选地,所述的铜层的厚度为3-150μm。
本发明的PTFE介质基板高频覆铜板,通过合理的配比,优选出适合提高PTFE介质基板的高介电常数填料、阻燃剂的种类及用量,提高了介电常数、阻燃性能和剥离强度,综合性能十分优异,填料分散效果好,成本低廉,既环保又经济。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明,以下所述,仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容,依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化,均落在本发明的保护范围内。
实施例中各原料介绍:
PTFE树脂,CAS号:9002-84-0,具体采用日本大金公司生产的牌号为M-18,粒径为35μm的PTFE树脂。
二氧化硅,CAS号:7631-86-9,具体采用广州吉必盛科技实业有限公司生产的型号为HB-132,粒径为7-40纳米的二氧化硅。
钛酸锶,CAS号:12060-59-2,粒径0.1μm。
铌酸锶,CAS号:12034-89-8,粒径0.1μm。
锆酸锶,CAS号:12036-39-4,粒径0.1μm。
磷酸三乙酯,CAS号:78-40-0。
三(2-氯乙基)磷酸酯,CAS号:115-96-8。
磷酸三(1-氯-2-丙基)酯,CAS号:13674-84-5。
实施例1
PTFE介质基板原料(重量份):PTFE树脂50份、二氧化硅24份、高介电常数填料6份、阻燃剂3份、去离子水50份。
所述的高介电常数填料由钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
所述的阻燃剂由磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
PTFE介质基板高频覆铜板制备:
(1)将PTFE树脂、二氧化硅、高介电常数填料、阻燃剂、去离子水、氧化锆珠(氧化锆珠添加的重量为PTFE树脂重量的40%,其中氧化锆珠由大粒径氧化锆珠和小粒径氧化锆珠按质量比为3:1组成,大粒径氧化锆珠的直径为2.0mm,小粒径氧化锆的直径为0.5mm)在行星式球磨机中以转速为3000r/min的速度高速球磨1h,过滤,将氧化锆珠分离出来,得到混合均匀的分散液;
(2)将分散液置于100℃的烘箱中,烘烤2h,去除水分,得到团状固体;
(3)将团状固体和氧化锆珠(氧化锆珠的添加量和组成同步骤1)置于球磨罐中,再进行低速球磨15min,低速球磨速度为200r/min,即可得到分散均匀的细小粉末;
(4)将上述细小粉末填充到相应的模具中,加压压合最终得到250mm×250mm×1.5mm规格的PTFE介质基板,将所得PTFE介质基板的两相面对表面覆盖30μm厚的铜层(采用东莞市桥头金佰橡塑制品厂提供的型号为TU25的铜箔)进行层压,施加压力400PSI,最低温度为50℃,最高温度为380℃,以速率为3℃/min升温,达到最高温度380℃后保持40min。得到实施例1的PTFE介质基板高频覆铜板。
实施例2
与实施例1基本相同,区别仅在于:所述的高介电常数填料由铌酸锶、锆酸锶按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的PTFE介质基板高频覆铜板。
实施例3
与实施例1基本相同,区别仅在于:所述的高介电常数填料由钛酸锶、锆酸锶按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的PTFE介质基板高频覆铜板。
实施例4
与实施例1基本相同,区别仅在于:所述的高介电常数填料由钛酸锶、铌酸锶按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的PTFE介质基板高频覆铜板。
实施例5
与实施例1基本相同,区别仅在于:所述的阻燃剂由三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的PTFE介质基板高频覆铜板。
实施例6
与实施例1基本相同,区别仅在于:所述的阻燃剂由磷酸三乙酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的PTFE介质基板高频覆铜板。
实施例7
与实施例1基本相同,区别仅在于:所述的阻燃剂由磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的PTFE介质基板高频覆铜板。
测试例1
分别将实施例1-7制得的PTFE介质基板高频覆铜板的介电常数(Dk)、剥离强度、阻燃性能进行测试。测试方法如下:介电常数(Dk):测试使用IPC-TM-6502.5.5.9方法;剥离强度:测试使用IPC-TM-6502.4.8方法;极限氧指数采用SH5706型塑料燃烧氧指数测定仪(广州信禾电子设备有限公司)按照GB/T2406-2009的方法进行测试。具体结果见表1。
表1:测试结果表
本发明实施例1的介电损耗Df测试结果为0.0014,可以同时达到高介电常数、低介电损耗、高剥离强度等性能,综合性能十分优异。比较实施例1与实施例2-4,实施例1(钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶复配)测试结果明显优于实施例2-4(钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶中任意二者复配);比较实施例1与实施例5-7,实施例1(磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯复配)测试结果明显优于实施例5-7(磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯中任意二者复配)。
测试例2
分别将实施例1-7制得的PTFE介质基板高频覆铜板的耐电弧进行测试。耐电弧:按标准Q/GDSY6050-20122.5.1进行测试。具体测试结果见表2。
表2:绝缘性能测试结果表
样品 | 耐电弧,Kv |
实施例1 | 152 |
实施例2 | 150 |
实施例3 | 146 |
实施例4 | 147 |
实施例5 | 145 |
实施例6 | 142 |
实施例7 | 146 |
比较实施例1与实施例2-4,实施例1(钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶复配)绝缘性能明显优于实施例2-4(钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶中任意二者复配);比较实施例1与实施例5-7,实施例1(磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯复配)绝缘性能明显优于实施例5-7(磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯中任意二者复配)。
Claims (10)
1.一种PTFE介质基板高频覆铜板,包括PTFE介质基板,其特征在于:所述PTFE介质基板由下述重量份的原料制备而成:PTFE树脂45-55份、二氧化硅20-30份、高介电常数填料5-15份、阻燃剂1-5份、水45-55份。
2.如权利要求1所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的高介电常数填料为钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶中一种或多种的混合物。
3.如权利要求2所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的高介电常数填料由钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶混合而成,所述钛酸锶、铌酸锶、锆酸锶的质量比为(1-3):(1-3):(1-3)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的阻燃剂为磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯中一种或多种的混合物。
5.如权利要求4所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的阻燃剂由磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成,所述磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯的质量比为(1-3):(1-3):(1-3)。
6.如权利要求1-3中任一项所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的二氧化硅的粒径为1-100nm。
7.如权利要求1-3中任一项所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的高介电常数填料的粒径为0.01-20μm。
8.如权利要求1-3中任一项所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的PTFE介质基板的厚度为0.4-5mm。
9.如权利要求1-3中任一项所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的PTFE介质基板高频覆铜板为双面覆铜板或者单面覆铜板,即在所述PTFE介质基板的两相面对表面或一个表面铺设有铜层。
10.如权利要求1-3中任一项所述的PTFE介质基板高频覆铜板,其特征在于:所述的铜层的厚度为3-150μm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20161207 |