CN110744839A - 一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺。该工艺为：将幅面相同的、体积分数为20.0‑65.0%的低介电常数含有二氧化硅陶瓷粉的全氟树脂车削膜与体积分数为9.0‑70.0%的含聚四氟乙烯的玻纤布浸渍片、体积分数为10.0‑56.5%全氟树脂车削膜按上下对称层叠成介质层；在介质层上下表面覆盖铜箔；采用温度为360‑390℃、压强3‑13MPa、热压时间2‑5h的烧结过程，使全氟树脂车削膜发生熔融粘接并最终定形，制备出介电常数为2.14‑2.74的复合介质板。该板具有介电常数低、介质损耗小、热膨胀系数较低的特点，可耐受酸碱腐蚀、冷热冲击等极端环境条件，广泛应用于通信等相关领域。
Description
技术领域
本发明涉及复合介质板的制备方法，尤其是涉及一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺。
背景技术
随着集成电路领域的快速发展，高频复合介质板在实现产品小型化、高频化方面有着举足轻重的基础性作用，常常是高频复合介质板的性能决定了电路的设计工作。低介电常数的复合介质板在高频、高速领域中有着广泛的应用。二氧化硅陶瓷粉具有较低的介电常数（小于4），非常适合用来调变复合板介质层的介电性能、力学性能和热学性能。一般认为，复合板介质层中二氧化硅的掺入，具有降低板材热膨胀系数、提高热导率等重要作用。全氟树脂（如聚四氟乙烯PTFE、全氟(乙烯-丙烯)共聚物FEP等）具有较低的介电常数低（2左右）和介质损耗（10-4~10-3量级），是制备低介电常数复合介质板材料的首选树脂材料，应用十分广泛。
发明内容
本发明目的是提供一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺，采用该工艺成功制备出介电常数为2.14-2.74的复合介质板。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺 ，其特征在于：该复合介质板的制备工艺有以下步骤：
步骤一、将幅面尺寸相同的、体积分数为20.0-65.0%的低介电常数含有二氧化硅陶瓷粉的聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜与体积分数为9.0-70.0%的含聚四氟乙烯的玻璃纤维布浸渍片、体积分数为10.0-56.5%聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜按上下对称结构层叠排布成多层介质层。
步骤二、在层叠的多层介质层上下表面各覆盖一张幅面尺寸相同的低轮廓因数铜箔，铜箔轮廓因数较大的一面朝向介质层。
步骤三、采用温度为360-390℃、压强3-13MPa、热压时间2-5h的热压烧结过程，使聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜发生熔融粘接并最终定形，制备出介电常数为2.14-2.74的复合介质板。
本发明所述聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜中二氧化硅陶瓷粉的质量分数为8-55%，平均粒径为100nm-30μm。
本发明所述玻璃纤维布浸渍片采用电子级玻璃纤维布。
本发明所述玻璃纤维布浸渍片中聚四氟乙烯质量分数为40-75%。
本发明所述低轮廓因数铜箔的标称厚度为18μm或35μm，轮廓因数较大一面的轮廓因数≤8μm。
本发明所产生的有益效果是：本发明可采用广泛市售原料，通过复合板配方和层叠结构的合理设计，在高温高压工艺条件下制备出新型低介电常数（2.14-2.74）的复合介质板。该类型介质板具有介电常数低、介质损耗小、热膨胀系数较低、可耐受酸碱腐蚀、冷热冲击等极端环境条件，可广泛应用于通信等相关领域。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：
本工艺所采用的低介电常数含有二氧化硅陶瓷粉的聚四氟乙烯树脂车削膜、全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜可以是但不限定的平均厚度有50μm、100μm。
本工艺所采用的含聚四氟乙烯的玻璃纤维布浸渍片中玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，可以是但不限定的型号有1037、104、106、1080型。
本工艺所采用的聚四氟乙烯树脂车削膜、全氟(乙烯-丙烯)共聚物树脂车削膜可以是但不限定的平均厚度有25μm、50μm、100μm。
实施例1：
1、选取平均厚度50μm、含二氧化硅平均粒径100nm、质量分数55%的PTFE树脂车削膜三张，按厚度计算其体积分数为31.9%。
2、选取平均厚度55μm、含PTFE树脂质量分数50%的1080型玻纤布浸渍片四张，按厚度计算其体积分数为46.8%。
3、选取平均厚度为50微米、PTFE树脂车削膜两张，按厚度计算其体积分数为21.3%。
4、将上述三种片状材料均裁切至330mm×250mm。
5、选取平均厚度35μm、轮廓因数5.6μm的铜箔两张，并裁切至350mm×270mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间“/”分隔）：铜箔/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/铜箔。
7、采用温度为370℃、压强3MPa、热压时间2h的热压烧结过程，使PTFE树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度0.443mm、介电常数为2.71的复合介质板。
实施例2：
1、选取平均厚度50μm、含二氧化硅平均粒径15μm、质量分数50%的PTFE树脂车削膜四张，按厚度计算其体积分数为38.5%。
2、选取平均厚度55μm、含PTFE树脂质量分数60%的1080型玻纤布浸渍片四张，按厚度计算其体积分数为42.3%。
3、选取平均厚度为25微米、全氟（乙烯-丙烯）共聚物（英文缩写FEP）树脂车削膜四张，按厚度计算其体积分数为19.2%。
4、将上述三种片状材料均裁切至330mm×250mm。
5、选取平均厚度18μm、轮廓因数4.2μm的铜箔两张，并裁切至350mm×270mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/FEP树脂车削膜/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/FEP树脂车削膜/铜箔。
7、采用温度为380℃、压强4MPa、热压时间3h的热压烧结过程，使PTFE和FEP树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度0.509mm、介电常数为2.56的复合介质板。
实施例3：
1、选取平均厚度100μm、含二氧化硅平均粒径8μm、质量分数8%的PTFE树脂车削膜四张，按厚度计算其体积分数为25.0%。
2、选取平均厚度30μm、含PTFE树脂质量分数75%的1037型玻纤布浸渍片十张，按厚度计算其体积分数为18.8%。
3、选取平均厚度为100微米、PTFE树脂车削膜九张，按厚度计算其体积分数为56.3%。
4、将上述三种片状材料均裁切至1240mm×480mm。
5、选取平均厚度35μm、轮廓因数3.5μm的铜箔两张，并裁切至1250mm×500mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/ PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/PTFE树脂含粉车削膜/铜箔。
7、采用温度为375℃、压强5MPa、热压时间4h的热压烧结过程，使PTFE树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度1.585mm、介电常数为2.14的复合介质板。
实施例4：
1、选取平均厚度100μm、含二氧化硅平均粒径20μm、质量分数15%的PTFE树脂车削膜十张，按厚度计算其体积分数为64.9%。
2、选取平均厚度28μm、含PTFE树脂质量分数70%的1037型玻纤布浸渍片五张，按厚度计算其体积分数为9.1%。
3、选取平均厚度为100微米、PTFE树脂车削膜四张，按厚度计算其体积分数为26.0%。
4、将上述三种片状材料均裁切至620mm×470mm。
5、选取平均厚度35μm、轮廓因数7.1μm的铜箔两张，并裁切至650mm×500mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/ PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂车削膜/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/ PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂车削膜/ PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/ PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂车削膜/ PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/ PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂车削膜/ PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/ PTFE树脂含粉车削膜/铜箔。
7、采用温度为380℃、压强6MPa、热压时间5h的热压烧结过程，使PTFE树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度1.575mm、介电常数为2.33的复合介质板。
实施例5：
1、选取平均厚度50μm、含二氧化硅平均粒径5μm、质量分数35%的PTFE树脂车削膜两张，按厚度计算其体积分数为20.1%。
2、选取平均厚度29μm、含PTFE树脂质量分数40%的104型玻纤布浸渍片十二张，按厚度计算其体积分数为69.9%。
3、选取平均厚度为25微米、FEP树脂车削膜两张，按厚度计算其体积分数为10.0%。
将上述三种片状材料均裁切至410mm×410mm。
4、选取平均厚度18μm、轮廓因数6.3μm的铜箔两张，并裁切至420mm×420mm。
5、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片四张/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片四张/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片四张/PTFE树脂含粉车削膜/铜箔。
7、采用温度为370℃、压强13MPa、热压时间5h的热压烧结过程，使PTFE和FEP树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度0.490mm、介电常数为2.50的复合介质板。
实施例6：
1、选取平均厚度100μm、含二氧化硅平均粒径10μm、质量分数30%的FEP树脂车削膜三张，按厚度计算其体积分数为57.7%。
2、选取平均厚度30μm、含PTFE树脂质量分数45%的104型玻纤布浸渍片四张，按厚度计算其体积分数为23.1%。
3、选取平均厚度为50微米、PTFE树脂车削膜两张，按厚度计算其体积分数为19.2%。
4、将上述三种片状材料均裁切至330mm×250mm。
5、选取平均厚度18μm、轮廓因数5.2μm的铜箔两张，并裁切至350mm×270mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上之下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/FEP树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂含粉车削膜/铜箔。
7、采用温度为365℃、压强8MPa、热压时间2h的热压烧结过程，使PTFE和FEP树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度0.511mm、介电常数为2.43的复合介质板。
实施例7：
1、选取平均厚度50μm、含二氧化硅平均粒径1μm、质量分数10%的PTFE树脂车削膜两张，按厚度计算其体积分数为37.0%。
2、选取平均厚度35μm、含PTFE树脂质量分数65%的106型玻纤布浸渍片两张，按厚度计算其体积分数为25.9%。
3、选取平均厚度为25微米、PTFE树脂车削膜四张，按厚度计算其体积分数为37.0%。
4、将上述三种片状材料均裁切至1240mm×480mm。
5、选取平均厚度35μm、轮廓因数8.0μm的铜箔两张，并裁切至1250mm×500mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/PTFE树脂车削膜/PTFE树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/PTFE树脂车削膜两张/玻纤布浸渍片/PTFE树脂含粉车削膜/PTFE树脂车削膜/铜箔。
7、采用温度为380℃、压强4MPa、热压时间4h的热压烧结过程，使PTFE树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度0.254mm、介电常数为2.21的复合介质板。
实施例8：
1、选取平均厚度100μm、含二氧化硅平均粒径30μm、质量分数25%的FEP树脂车削膜两张，按厚度计算其体积分数为26.5%。
2、选取平均厚度34μm、含PTFE树脂质量分数55%的106型玻纤布浸渍片六张，按厚度计算其体积分数为27.1%。
3、选取平均厚度为50微米、FEP树脂车削膜七张，按厚度计算其体积分数为46.4%。
4、将上述三种片状材料均裁切至330mm×250mm。
5、选取平均厚度18μm、轮廓因数4.5μm的铜箔两张，并裁切至350mm×270mm。
6、按以下层叠结构将各种片状材料层叠（简记方式：由上至下的层叠结构，按从左至右记录，层间用“/”分隔）：铜箔/FEP树脂车削膜/FEP树脂含粉车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片FEP树脂车削膜/玻纤布浸渍片/FEP树脂含粉车削膜/FEP树脂车削膜/铜箔
7、采用温度为360℃、压强10MPa、热压时间3h的热压烧结过程，使FEP树脂发生熔融粘接并最终定形，制备出介质层厚度0.741mm、介电常数为2.66的复合介质板。
Claims (5)
1.一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺，其特征在于：该复合介质板的制备工艺有以下步骤：
步骤一、将幅面尺寸相同的、体积分数为20.0-65.0%的低介电常数含有二氧化硅陶瓷粉的聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜与体积分数为9.0-70.0%的含聚四氟乙烯的玻璃纤维布浸渍片、体积分数为10.0-56.5%聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜按上下对称结构层叠排布成多层介质层；
步骤二、在层叠的多层介质层上下表面各覆盖一张幅面尺寸相同的低轮廓因数铜箔，铜箔轮廓因数较大的一面朝向介质层；
步骤三、采用温度为360-390℃、压强3-13MPa、热压时间2-5h的热压烧结过程，使聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜发生熔融粘接并最终定形，制备出介电常数为2.14-2.74的复合介质板。
2.根据权利要求1所述的一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺，其特征在于：所述聚四氟乙烯树脂车削膜或全氟（乙烯-丙烯）共聚物树脂车削膜中二氧化硅陶瓷粉的质量分数为8-55%，平均粒径为100nm-30μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺，其特征在于：所述玻璃纤维布浸渍片采用电子级玻璃纤维布。
4.根据权利要求1所述的一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺，其特征在于：所述玻璃纤维布浸渍片中聚四氟乙烯质量分数为40-75%。
5.根据权利要求1所述的一种基于低介电常数车削膜制备复合介质板的工艺，其特征在于：所述低轮廓因数铜箔的标称厚度为18μm或35μm，轮廓因数较大一面的轮廓因数≤8μm。
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