CN111718549A - 一种高频铜箔基板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高频铜箔基板及其制备方法。该方法包括以下步骤：将水、水溶性溶剂、陶瓷粉混合制成浆料；将PTFE乳液与絮凝剂混合，然后加入所述浆料搅拌混合得到混合原料；对混合原料进行高速搅拌、凝析，得到含陶瓷粉的PTFE粉末；将含陶瓷粉的PTFE粉末过滤、干燥、过筛；将过筛后的含陶瓷粉的PTFE粉末与有机溶剂混合，得到混合物料；对混合物料进行熟化、预压、挤出、压延、干燥处理，得到高频铜箔基板。采用本发明所提供的方法解决目前行业内没有办法解决的问题，所制备的铜箔基板具有陶瓷粉大量承载和分布均匀的优点，承载量大可以使得成品PCB板的DK值增大，可以使得基板的小型化，同时具有一定的加工性能。

Description

一种高频铜箔基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高频铜箔基板及其制备方法，属于通讯线路板的技术领域。
背景技术
铜箔基板(Copper-clad Laminate)简称CCL，为PC板的重要机构组件。CCL板通过多次热压可以做出PCB高频集成线路板的基板。CCL的应用领域包括：智能交通系统(ITS)：ACC毫米波，频率20～80GHz；移动终端(MOBILE)：5G通信，技术开发中；无线宽带(WLAN)：WirelessHD，毫米波，未商业化。常用PCB天线基材性能及选用标准如表1所示。
表1
Figure BDA0002000949780000011
其中，Dk为介电常数，Df为耗散因子，CTE为热膨胀系数。
目前行业内还没有办法实现既保证陶瓷粉大量承载和均匀分布，又使其同时具有一定的加工性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高频铜箔基板的制备方法，该制备方法所制备的铜箔基板具有陶瓷粉承载量大且加工性优异的优点。
为达到上述目的，本发明提供了一种高频铜箔基板的制备方法，其包括以下步骤：
将水、水溶性溶剂、陶瓷粉混合制成浆料；
将PTFE与絮凝剂混合，然后加入所述浆料搅拌混合得到混合原料；
对混合原料进行高速搅拌、凝析，得到含陶瓷粉的PTFE粉末；
将含陶瓷粉的PTFE粉末过滤、干燥、过筛；
将过筛后的含陶瓷粉的PTFE粉末与有机溶剂混合，得到混合物料；
对混合物料进行熟化、预压、挤出、压延、干燥处理，得到高频铜箔基板。
在上述制备方法中，优选地，以所述水和水溶性溶剂的重量之和计，所述乙醇的重量占10％-90％。
在上述制备方法中，优选地，所述水溶性溶剂为乙醇，更优选地，所述乙醇为无水乙醇，例如分析纯级的无水乙醇。
在上述的制备方法，优选地，在将陶瓷粉与水、水溶性溶剂混合时，所述陶瓷粉占所述浆料总重量的10％-80％。
在上述的制备方法，优选地，水、水溶性溶剂、陶瓷粉的混合通过超声分散的方式进行。
在上述制备方法中，优选地，所述陶瓷粉的主要成分为二氧化硅、钛白粉和三氧化二铝等中的一种或两种以上的组合。
在上述的制备方法，优选地，所述PTFE为PTFE乳液。更优选地，所述PTFE乳液中的PTFE重量含量为60％。
在上述的制备方法，优选地，所述絮凝剂的添加量占所述PTFE乳液的重量的1％以下。
在上述的制备方法，优选地，所述絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂，更优选为聚丙烯酰胺。
在上述的制备方法，首先将PTFE与絮凝剂混合，采用较低的搅拌速度将其搅拌混合均匀，然后再加入水、水溶性溶剂(乙醇)、陶瓷粉混合得到的浆料，等全部加入完毕之后，低速搅拌混合均匀，再提高转速进行高速搅拌(搅拌速度优选为600-900rpm)，直至破乳凝析出含陶瓷粉的PTFE粉末，将粉末过滤出来，再通过高温干燥除去粉末中的水分，然后过筛去除结块的粉末。在上述过程中，优选地，浆料的添加量应使干燥后的含陶瓷粉的PTFE中的陶瓷粉的重量百分比含量达到20％-80％。
在上述的制备方法，优选地，所述有机溶剂包括烷烃类有机溶剂。优选地，所述有机溶剂为埃克森美孚公司生产的Isopar-M。IsoparM是异构烷烃类溶剂油，属于油漆溶剂油。Isopar M的馏程为225-254℃，闪点为94℃，密度为0.788g/cm3(@15℃)，粘度为3.57mm2/s(@25℃)，赛波特颜色为+30，芳烃含量为0.01％，相对挥发速度为＜1(n-BuAc＝100)，苯胺点为91℃，KB值为25，溴值为＜5mg/100g，表面张力为27mN/m(@25℃)，折射率为1.437(@20℃)。
在上述的制备方法，优选地，所述过筛后的含陶瓷粉的PTFE粉末与所述有机溶剂的重量比为100:20-60。
在上述的制备方法，熟化在密闭的容器中进行，优选地，所述熟化的温度为25-60℃。
在上述的制备方法，预压是将熟化后的粉末置于模具中，以一定的速度和压力压制成一定形状的预制胚。预制胚随后进入挤出机进行挤出压延机压延成一定厚度的薄片，再进行干燥去除其中的有机溶剂，最后制成成品片材。在上述过程中，优选地，所述预压胚的速度为50m/min，压力为10MPa；优选地，所述干燥处理的温度为200℃。
在上述制备方法中，挤出和压延处理可以按照常规的方式进行，只要得到高频铜箔基板即可。
本发明还提供了一种高频铜箔基板，其是通过上述方法制备的。
采用本发明所提供的方法解决目前行业内没有办法解决的问题，所制备的铜箔基板具有陶瓷粉大量承载和分布均匀的优点，承载量大可以使得成品PCB板的DK值增大，可以使得基板的小型化，同时具有一定的加工性能。
附图说明
图1为采用实施例1制备的PTFE中含50％陶瓷粉的铜箔基板层压成的PCB板。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种高频铜箔基板的制备方法，其包括以下步骤：
1、将水、无水乙醇(分析纯)、陶瓷粉按照25％：25％：50％的重量比通过高速搅拌机混合均匀制成浆料混合液；陶瓷粉可以二氧化硅、钛白粉和三氧化二铝中的一种或两种以上的组合；
2、将PTFE乳液(PTFE重量含量为60％)缓慢倒入上述步骤1的制成的浆料混合液中，具体按照以下方式进行：在200rpm低速下，一边搅拌一边添加PTFE乳液，添加完成后再持续搅拌20分钟；低速搅拌完成后，加入少量絮凝剂，再继续进行低速搅拌，搅拌均匀后，提高转速至600-900rpm进行高速搅拌，凝析出的含陶瓷粉的PTFE粉末漂浮在液面上；
3、用滤网进行过滤，然后把带水的粉末放入干燥烘箱于200℃下进行干燥，然后过筛制成粉末；
4、将过筛后的含陶瓷粉的PTFE粉末与溶剂油(重量比为100:24)混合搅拌均匀，放置16小时，得到混合物料；
5、对混合物料进行熟化、预压得到胚体，然后通过挤出机挤出、压延成片材，厚度为0.25mm，厚度可以根据需要控制；将片材放置到干燥炉内于200℃进行干燥得到高频铜箔基板成品。
采用实施例1制备的PTFE中含50％陶瓷粉的铜箔基板层压成的PCB板，该PCB板的制备按照常规方式进行(例如制成与美国罗杰斯RO3003规格相同或相似的产品)，所制成的PCB板如图1所示。表2中的数据是针对图1所示的PCB板样品进行测试得到的，其中，对比样品为美国罗杰斯RO3003。
表2
Figure BDA0002000949780000041
Figure BDA0002000949780000051
从表2给出的数据结果可以看出：采用实施例1的铜箔基板所制成的PCB板能够达到美国罗杰斯水平(Dk.Df)，说明本发明所提供的高频铜箔基板的制备方法能够制备得到性能良好的高频铜箔基板。
目前市场上采用的是玻璃纤维布作为基材，然后用PTFE乳液(PTFE含量60％)，进行浸渍涂覆然后烧结，完成后再进行反复涂覆，直到达到要求的厚度。此种方法利用玻璃纤维布自身的高Dk来提升板材的整体Dk，但是玻纤布和PTFE，一个是在里面，一个是在外面，谈不上PTFE和玻璃纤维的均匀混合，所以制作出的板材性能比较差；上述发明的板材可以弥补目前市场上的这种板材的缺点。

Claims (10)

1.一种高频铜箔基板的制备方法，其包括以下步骤：
将水、水溶性溶剂、陶瓷粉混合制成浆料；
将PTFE乳液与絮凝剂混合，然后加入所述浆料搅拌混合得到混合原料；
对混合原料进行高速搅拌、凝析，得到含陶瓷粉的PTFE粉末；
将含陶瓷粉的PTFE粉末过滤、干燥、过筛；
将过筛后的含陶瓷粉的PTFE粉末与有机溶剂混合，得到混合物料；
对混合物料进行熟化、预压、挤出、压延、干燥处理，得到高频铜箔基板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述水和水溶性溶剂的重量之和计，所述水溶性溶剂的重量占10％-90％；
优选地，所述水溶性溶剂为乙醇；优选地，所述乙醇为无水乙醇。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述陶瓷粉占所述浆料总重量的10％-80％；优选地，水、水溶性溶剂、陶瓷粉的混合通过超声分散的方式进行；更优选地，所述陶瓷粉的主要成分为二氧化硅、钛白粉和三氧化二铝中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述PTFE为PTFE乳液；优选地，所述PTFE乳液中的PTFE重量含量为60％；
优选地，所述絮凝剂的添加量占所述PTFE乳液的重量的1％以下。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其中，所述絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂；优选为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述浆料的添加量应使干燥后的含陶瓷粉的PTFE中的陶瓷粉的重量百分比含量达到20％-80％；
优选地，所述高速搅拌的搅拌速度为600-900rpm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述过筛后的含陶瓷粉的PTFE粉末与所述有机溶剂的重量比为100:20-60；
优选地，所述有机溶剂包括烷烃类有机溶剂；更优选地，所述有机溶剂为Isopar-M。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述熟化的温度为25-60℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述预压的速度为50m/min，压力为10MPa；
优选地，所述干燥处理的温度为200℃。
10.一种高频铜箔基板，其是通过权利要求1-9任一项所述的方法制备的。
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