CN108382047A - 一种覆铜板的热熔制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种覆铜板的热熔制备方法，选择高分子材料、纤维布和铜箔，在熔融状态的高分子材料中添加填充料和助剂制得改性高分子材料、并成型为薄膜；薄膜、纤维布及铜箔裁剪后进行叠层制得覆铜板胚，薄膜位于纤维布与铜箔或纤维布与纤维布之间；对覆铜板胚进行加热，使得树脂薄膜熔融并与铜箔和纤维布表面的活性官能团发生反应，热压成型制得覆铜板。本发明首先制备改性高分子材料的薄膜，与纤维布、铜箔叠层为胚体，加热后进行热压成型，薄膜熔融后能直接浸润纤维布并与铜箔有效结合，省略了预浸带的制备步骤。可以通过单独制备后进行简单的热压成型生产。纤维布与铜箔均经过表面处理产生活性官能团，其与薄膜熔融体形成交联高分子网络，具备较优的耐热性能和力学性能。

Description

一种覆铜板的热熔制备方法

技术领域

本发明涉及一种覆铜板，尤其涉及一种覆铜板的热熔制备方法，属于覆铜板的制备方法的技术领域。

背景技术

近年来，现代通信产品不断朝着高集成度方向发展，这对微波介质材料的性能提出了更高的要求。对于目前的电子产品来说，需要具备体积小、信号传输速度快、信号质量好、可靠性高以及低成本等特点，这些都使得通信产品的印刷电路板（PCB）复杂度不断提高，进而导致制备线路用的覆铜板具备更高的标准，即在具有优异工艺性和力学性能的同时，还必须具有更低的介电系数、低介电损耗和优异的耐热性能。

与无机材料相比，高分子基复合材料耐热性较差、介电损耗较高，但其成型工艺简单、重量轻、强度高、成本相对较低。目前常用的PCB基材板主要是聚四氟乙烯（PTFE），环氧树脂和酚醛树脂，这些树脂的电性能或加工性能较差，不能满足PCB的应用需求。

中国专利ZL201510148269.9，采用Ni0.5Ti0.5NbO4陶瓷粉末和双酚A型氰酸酯树脂制备出了一种高频下具有低介电损耗的复合材料。该复合材料在9060MHz频率下tanδ值最低可达到4.76×10-3，介电系数在4.48~13.28之间可调。虽然该复合材料在高频下具备低介电损耗，但其介电系数较高，制备过程较为繁琐。

中国专利ZL201110243285.8，公布了一种频率达1GHz以上仍具有良好性能的复合材料，兼具介电系数<3.2，tanδ<0.005，高玻璃化转变温度、高热稳定与低吸湿特性。该复合材料由高分子量聚丁二烯树脂、低分子量聚丁二烯树脂、经过改性的聚苯醚热固性树脂、无机粉体、阻燃剂、交联剂、黏着剂以及硬化引发剂共同调配而成。虽然这种复合材料的介电性能较好，但生产过程中加入大量助剂，势必会影响复合材料的介电性能。

中国专利ZL200910106628.9研发了一种低介电损耗复合材料，其包含了热固性混合物，占总组分的20~70份；一种分子量为11000以下由碳氢元素组成的含有60以上乙烯基树脂；一种低分子量的固体烯丙基树脂；偶联剂处理的玻璃纤维布；粉末填料、阻燃剂和固化引发剂。该复合材料在10GHz频率下，tanδ值为0.0026，介电系数为3.15，虽然介电性能良好，但是同样存在添加助剂过多以及制备过程较为繁琐等不足。

另外还存在工艺问题，覆铜板制备过程中首先需要将高分子基体溶解或熔融，然后将高分子基体和增强纤维充分浸润后制备成预浸带，再将预浸带裁剪、叠层和热压后与铜箔一起热压成型为覆铜板。采用溶剂将高分子溶解为溶剂的工艺过程在工业中广泛使用，但这种工艺过程复杂，预浸带制备过程中会使用大量的有机溶剂，会造成严重的环境污染的同时存在很大的生产安全隐患。同时，树脂溶液的粘度、温度等参数会对预浸带的性能造成很大的影响，导致预浸带不均匀和不稳定。

除了溶液法外，还存在熔融法。这种工艺过程中先将高分子基体熔融成为液体，然后涂覆纤维制备预浸带。相比于溶液法，熔融法制备预浸带和覆铜板的工艺过程简单，产品的稳定性好。但这种生产过程中高分子熔体粘度很高，很难有效浸润纤维布，覆铜板的性能较差。此外，由于可以熔融的高分子材料一般为热塑性高分子，很难在制备覆铜板的过程中形成交联网络，不能得到具有很好耐热性和力学性能的覆铜板。因此，如何采用熔融法制备制备具有良好性能的覆铜板是很多研究者在探究的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术，现有覆铜板制造工艺无法、覆铜板耐热性和力学性能差的问题，提供一种覆铜板的热熔制备方法。

本发明一种覆铜板的热熔制备方法，包括：

选择高分子材料、纤维布和铜箔，所述高分子材料包括聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰亚胺、改性聚酰亚胺、聚苯醚、改性聚苯醚中的一种或多种混合；

在熔融状态的高分子材料中添加填充料和助剂制得改性高分子材料，所述填充料包括无机填料和/或有机填料，助剂包括阻燃剂、抗老化剂、着色剂、光吸收剂、脱模剂、润滑剂中的一种或多种混合；

将改性高分子材料成型为薄膜；

薄膜、纤维布及铜箔裁剪后进行叠层制得覆铜板胚，薄膜位于纤维布与铜箔之间、或纤维布与纤维布之间；

对覆铜板胚进行加热至薄膜完全熔融浸润纤维布，热压成型制得覆铜板，加热温度高于薄膜软化点20℃~80℃，加热时间为0.5h~12h。

优选地，所述纤维布和所述铜箔分别通过表面处理剂进行表面处理，纤维布表面和铜箔表面均产生活性官能团。

优选地，所述表面处理剂包括硅酸酯、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂、双烯烃、多烯烃、环状烯烃、过氧化物、偶氮化合物、酰胺类和酰亚胺类化合物中的至少两种混合。

优选地，所述覆铜板热压成型过程中，所述薄膜的熔融体与活性官能团反应形成高分子网络，并产生交联固化反应。

优选地，所述改性高分子材料通过流延、涂层、吹塑、挤塑或热压的工艺成型为薄膜。

优选地，所述纤维布至少包括玻璃纤维布、石英纤维布、高硅氧纤维布、碳纤维布、聚丙烯纤维布、芳纶纤维布、聚乙烯纤维布、碳化硅纤维布、氧化铝纤维布。

本发明的有益效果主要体现在：

1.首先制备改性高分子材料的薄膜，与纤维布、铜箔叠层为胚体，加热后进行热压成型，薄膜熔融后能直接浸润纤维布并与铜箔有效结合，省略了预浸带的制备步骤。

2.薄膜为独立成品，可以通过分别采购进行简单的热压成型生产。

3.纤维布与铜箔均经过表面处理产生活性官能团，其与薄膜熔融体形成交联高分子网络，具备较优的耐热性能和力学性能。

4.薄膜熔融体粘度降低，易于浸润纤维布。

附图说明

图1是本发明中覆铜板胚的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种覆铜板的热熔制备方法。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

一种覆铜板的热熔制备方法，包括：

选择高分子材料、纤维布和铜箔，所述高分子材料包括聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰亚胺、改性聚酰亚胺、聚苯醚、改性聚苯醚中的一种或多种混合；

在熔融状态的高分子材料中添加填充料和助剂制得改性高分子材料，填充料包括无机填料和/或有机填料，助剂包括阻燃剂、抗老化剂、着色剂、光吸收剂、脱模剂、润滑剂中的一种或多种混合；填充料和助剂主要用于提高高分子材料的力学性能、热性能、电性能和加工工艺性，根据需求进行选择性添加；

将改性高分子材料成型为薄膜；

如图1所示，薄膜1、纤维布2及铜箔3裁剪后进行叠层制得覆铜板胚，薄膜位于纤维布与铜箔之间、或纤维布与纤维布之间，具体实施例中薄膜1位于纤维布2与铜箔3之间；可以选择多层纤维布，在纤维布与纤维布之间亦设置薄膜。

对覆铜板胚进行加热至薄膜完全熔融浸润纤维布，热压成型制得覆铜板，加热温度高于薄膜软化点20℃~80℃，加热时间为0.5h~12h。

需要说明的是，本案中，纤维布2和铜箔3分别通过表面处理剂进行表面处理，纤维布表面和铜箔表面均产生活性官能团4。更具体地，即纤维布2和铜箔3朝向薄膜1的面进行表面处理。

表面处理剂包括硅酸酯、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂、双烯烃、多烯烃、环状烯烃、过氧化物、偶氮化合物、酰胺类和酰亚胺类化合物中的至少两种混合，其中至少有一种可以单独或者在另一种的协同下与薄膜发生反应，可以选择其中一种能与薄膜反应的表面处理剂，亦可以选择多种存在协同作用于薄膜发生反应的表面处理剂混合。

覆铜板热压成型过程中，薄膜的熔融体与活性官能团反应形成高分子网络，并产生交联固化反应。

改性高分子材料通过流延、涂层、吹塑、挤塑或热压的工艺成型为薄膜。只要能实现薄膜即可。

纤维布至少包括玻璃纤维布、石英纤维布、高硅氧纤维布、碳纤维布、聚丙烯纤维布、芳纶纤维布、聚乙烯纤维布、碳化硅纤维布、氧化铝纤维布。

通过以上描述可以发现，本发明一种覆铜板的热熔制备方法，首先制备改性高分子材料的薄膜，与纤维布、铜箔叠层为胚体，加热后进行热压成型，薄膜熔融后能直接浸润纤维布并与铜箔有效结合，省略了预浸带的制备步骤。薄膜为独立成品，可以通过分别采购进行简单的热压成型生产。纤维布与铜箔均经过表面处理产生活性官能团，其与薄膜熔融体形成交联高分子网络，具备较优的耐热性能和力学性能。薄膜熔融体粘度降低，易于浸润纤维布。

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种覆铜板的热熔制备方法，其特征在于包括：

选择高分子材料、纤维布和铜箔，所述高分子材料包括聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰亚胺、改性聚酰亚胺、聚苯醚、改性聚苯醚中的一种或多种混合；

在熔融状态的高分子材料中添加填充料和助剂制得改性高分子材料，所述填充料包括无机填料和/或有机填料，助剂包括阻燃剂、抗老化剂、着色剂、光吸收剂、脱模剂、润滑剂中的一种或多种混合；

将改性高分子材料成型为薄膜；

薄膜、纤维布及铜箔裁剪后进行叠层制得覆铜板胚，薄膜位于纤维布与铜箔之间、或纤维布与纤维布之间；

对覆铜板胚进行加热至薄膜完全熔融浸润纤维布，热压成型制得覆铜板，加热温度高于薄膜软化点20℃~80℃，加热时间为0.5h~12h。

2.根据权利要求1所述的一种覆铜板的热熔制备方法，其特征在于：

所述纤维布和所述铜箔分别通过表面处理剂进行表面处理，纤维布表面和铜箔表面均产生活性官能团。

3.根据权利要求2所述的一种覆铜板的热熔制备方法，其特征在于：

所述表面处理剂包括硅酸酯、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂、双烯烃、多烯烃、环状烯烃、过氧化物、偶氮化合物、酰胺类和酰亚胺类化合物中的至少两种混合。

4.根据权利要求2所述的一种覆铜板的热熔制备方法，其特征在于：

所述覆铜板热压成型过程中，所述薄膜的熔融体与活性官能团反应形成高分子网络，并产生交联固化反应。

5.根据权利要求1所述的一种覆铜板的热熔制备方法，其特征在于：

所述改性高分子材料通过流延、涂层、吹塑、挤塑或热压的工艺成型为薄膜。

6.根据权利要求1所述的一种覆铜板的热熔制备方法，其特征在于：

所述纤维布至少包括玻璃纤维布、石英纤维布、高硅氧纤维布、碳纤维布、聚丙烯纤维布、芳纶纤维布、聚乙烯纤维布、碳化硅纤维布、氧化铝纤维布。