CN109867982A - 一种低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料，是由以下重量份数的组分制成：100份液晶高分子材料和0.1～30份填充物。本发明还公开了一种由所述低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料制备的覆铜板，包括铜箔及附在铜箔表面的液晶高分子复合材料层，所述液晶高分子复合材料层是由所述液晶高分子复合材料涂布在铜箔表面经过烘烤、退火处理形成。本发明的低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料解决了现有技术中存在的CTE过高的问题，液晶高分子复合材料层与低粗糙度的铜箔搭配时可达到较好的平整度，具有高传输的特性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料及应用。
背景技术
随着光电、航天、国防及行动通讯于高频传输等领域快速发展，针对高性能工程塑料需求大幅提升，液晶高分子聚合物(LCP)因具备低吸湿、耐化性、高阻气性以及低介电常数/介电耗损因子(Dk/Df)等特性，成为主要开发材料之一。
近年来电子产品在轻薄短小及其行动化潮流趋势下，随着智能型手机、平板计算机以及笔电的普及化，上网已经变成大众每天必要行程之一，因此网通市场蓬勃发展，带动高频基板材料的整体产值提升，吸引众多厂商投入相关领域的开发，在高频高速的需求下，软板多功能化的发展越显重要，其中最重要的材料特性需求就是LOW Df(逸散因子或损耗因子)以及LOW CTE(Low coefficient of thermal expansion：低的热膨胀系数)。
在现有技术中，一般液晶高分子为典型芳香族高分子材料，依耐热性高低约分三大类，如下：
利用制备方法，例如旋转模头、吹膜制程、双轴延伸控制分子排列顺序制作成覆铜板都以第二类(TypeⅡ)结构为主，熔点太高不容易加工，熔点太低耐热性较差，因此TypeⅡ最适合制作成铜箔覆铜板。目前市售都以购买LCP膜为主(压合法)，液态LCP只有日本住友市售(涂布法)，液态LCP因制作LCP覆铜板时CTE差异太大(铜CTE＝17-18ppm/℃、液态LCP铜CTE＝29ppm/℃)容易产生翘曲。
因此，亟需一种低CTE同时制作的覆铜板不产生翘曲的高分子复合材料。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料。
本发明的第二个目的是提供一种所述低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料制备的覆铜板。
本发明的再一个目的是提供一种由所述覆铜板制成的电路板。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料，是由以下重量份数的组分制成：100份液晶高分子材料和0.1～30份填充物。
所述填充物优选为0.1～22份。
所述液晶高分子材料购自日本住友商事株事会社，牌号为VR300。
所述填充物为熔融石英(购自硅比科(上海)矿业有限公司，牌号为FS06)、改性铁氟龙(购自旭化成中国有限公司，牌号为EA-2000)、氢氧化铝(购自极东贸易上海有限公司，牌号为H42STV)。
所述液晶高分子复合材料的固体份为8-30％，黏度为1200～2000CPs。
本发明的第二个方面提供了一种所述低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照所述配比将原料液晶高分子材料和填充物搅拌均匀分散，获得所述低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料。
本发明的第三个方面提供了一种由所述低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料制备的覆铜板，包括铜箔及附在铜箔表面的液晶高分子复合材料层，所述液晶高分子复合材料层是由所述液晶高分子复合材料涂布在铜箔表面经过烘烤、退火处理形成。
所述液晶高分子复合材料层的厚度为25-50μm。
所述铜箔的厚度为12-18μm。
本发明的第四个方面提供了一种所述覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
将所述液晶高分子复合材料经由涂布工艺(温度为90℃保温20min)涂布于铜箔上，经过烘烤、退火处理形成液晶高分子复合材料层，获得覆铜板。
所述铜箔型号为BHFX-92F-HA-V2-12μm，RZ＝0.45；
所述烘烤的条件：温度为90℃，保温20min。
所述退火处理的温度为300℃，保温3h。
本发明的退火处理：原本液晶高分子复合材料分子排列为随机，经退火处理后分子排列为方向性，如图1(图1是本发明的覆铜板的制备方法中，液晶高分子复合材料分子排列为随机，经退火处理后分子排列为方向性的示意图)所示。
本发明的第五个方面提供了一种由所述覆铜板制成的电路板。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料解决了现有技术中覆铜板存在的CTE过高的问题，提供了具有液晶高分子复合材料层的覆铜板，液晶高分子复合材料层与低粗糙度的铜箔搭配时可达到较好的平整度，具有高传输的特性，但是搭配低粗糙度的铜箔时又因CTE差异导致翘曲，本发明的低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料经分子设计也能有效降低CTE又能维持LOW Df。
本发明的液晶高分子复合材料为一种具有低热膨胀系数和低逸散因子的组合物并具有优异的耐热性，使用含有酯类基团的结构，其中LOW DF以及LOW CTE胶水与铜的搭配作用可有效制作成高频覆铜板，液晶高分子复合材料的固体份为8-30％，黏度为1200～2000CPs，可经由涂布工艺涂布于铜箔上，经由退火处理进行分子排列以形成液晶高分子聚合物，所述液晶高分子聚合物会在铜箔表面生成耐热性的液晶高分子层，即为高频无胶系柔性电路板基材(2L-FCCL)等产品。
附图说明
图1是本发明的覆铜板的制备方法中，液晶高分子复合材料分子排列为随机，经退火处理后分子排列为方向性的示意图。
图2是本发明实施例中CTE(热膨胀系数)的测试方法示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所用填充物如表1所示：
表1
本发明实施例中所用液晶高分子材料购自日本住友商事株事会社，牌号为VR300，VR300是日本住友商事株事会社提供的LCP胶水，具体如表2所示：
表2
实施例1-3
按表3所示原料配比，于500mL反应瓶中分别加入液晶高分子材料和填充物FS06，均匀搅拌分散1小时后，即配置完成低CTE&低Df液晶高分子复合材料。制备的产品的固体份为8％，黏度为1300-2000CPs。
表3
实施例4-6
按表4所示原料配比，于500mL反应瓶中分别加入液晶高分子材料和填充物EA-2000，均匀搅拌分散1小时后，即配置完成低CTE&低Df液晶高分子复合材料。制备的产品的固体份为30％，黏度为1300-2000CPs。
表4
实施例7-9
按表5所示原料配比，于500mL反应瓶中分别加入液晶高分子材料和填充物H42STV，均匀搅拌分散1小时后，即配置完成低CTE&低Df液晶高分子复合材料。制备的产品的固体份为30％，黏度为1300-2000CPs。
表5
比较例1
如表6所示：
表6
| 厂商 | Azotek佳胜有限公司 |
| 型号 | LDS |
| Dk(10GHz) | 2.8 |
| Df(10GHz) | 0.004 |
| 剥离强度(Kgf/cm) | 0.55 |
| 热重量损失℃(Td5％) | 432 |
| 漂锡测试 | 340℃10sec PASS |
本发明实施例中所用的填充物种类如表7所示：
表7
本发明实施例中CTE(热膨胀系数)的测试方法(按照图2中计算测试，图2是本发明实施例中CTE(热膨胀系数)的测试方法示意图)：测试规范：IPC-TM 650 2.4.24.5MethodB；测试样品尺寸：宽2mm长15-20mm；测试拉伸张力：2g(20mN)；升温速度：10℃/min。
实施例10
一种由所述低热膨胀系数和低逸散因子的液晶高分子复合材料制备的覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
将所述液晶高分子复合材料经由涂布工艺涂布于铜箔上，所述铜箔型号为BHFX-92F-HA-V2-12μm，RZ＝0.45；经过烘烤(所述烘烤的条件：温度为90℃，保温20min)、退火处理(所述退火处理的温度为300℃，保温3h)形成液晶高分子复合材料层，获得覆铜板。
所述覆铜板包括铜箔及附在铜箔表面的液晶高分子复合材料层，所述液晶高分子复合材料层是由所述液晶高分子复合材料涂布在铜箔表面经过烘烤、退火处理形成，所述液晶高分子复合材料层的厚度为25-50μm，所述铜箔的厚度为12-18μm。对制备的覆铜板测试Dk(10GHz)、Df(10GHz)、剥离强度(Kgf/cm)、热重量损失℃(Td5％)、热膨胀系数(PPM/℃)、漂锡测试、翘曲(CM)，如表3～5所示。
从表3～5中数据可以看出，由实施例1～9制备的液晶高分子复合材料制备的覆铜板，与比较例1相比，实施例1～9制备的液晶高分子复合材料中加入粉料(FS06、EA-2000、H42STV)，DK值降低极少，DF降低明显传输损失减少，剥离强度增强耐PCB制备方法不易分层，热重量损失℃(Td5％)增加耐热性增加，热膨胀系数(PPM/℃)降低不容易翘取，漂锡测试差异不大，翘曲(CM)下降工法容易制作。
本发明还提供了一种由所述覆铜板制成的电路板。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种液晶高分子复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组分制成：100份液晶高分子材料和0.1～30份填充物。
2.根据权利要求1所述的液晶高分子复合材料，其特征在于：所述填充物为0.1～22份。
3.根据权利要求2所述的液晶高分子复合材料，其特征在于：所述填充物为熔融石英、改性铁氟龙、氢氧化铝。
4.根据权利要求3所述的液晶高分子复合材料，其特征在于：所述液晶高分子复合材料的固体份为8-30％，黏度为1200～2000CPs。
5.一种权利要求1至4任一项所述的液晶高分子复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按照所述配比将原料液晶高分子材料和填充物搅拌均匀分散，获得所述液晶高分子复合材料。
6.一种由权利要求1至4任一项所述的液晶高分子复合材料制备的覆铜板，其特征在于：包括铜箔及附在铜箔表面的液晶高分子复合材料层，所述液晶高分子复合材料层是由所述液晶高分子复合材料涂布在铜箔表面经过烘烤、退火处理形成。
7.根据权利要求6所述的覆铜板，其特征在于：所述液晶高分子复合材料层的厚度为25-50μm；
所述铜箔的厚度为12-18μm。
8.一种权利要求6或7所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将液晶高分子复合材料经由涂布工艺涂布于铜箔上，经过烘烤、退火处理形成液晶高分子复合材料层，获得覆铜板。
9.根据权利要求8所述的覆铜板的制备方法，其特征在于：所述铜箔型号为BHFX-92F-HA-V2-12μm，RZ＝0.45；
所述烘烤的条件：温度为90℃，保温20min；
所述退火处理的温度为300℃，保温3h。
10.一种由权利要求6或7所述的覆铜板制成的电路板。
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