CN111941958A - 复合板材的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合板材的制作方法，包含如下步骤：于金属板材上形成穿孔；将一层聚四氟乙烯粉末放入至热压装置，并在聚四氟乙烯粉末上放置形成有穿孔的金属板材；热压装置在至少一方向进行热压，以使聚四氟乙烯粉末进入金属薄膜板材的穿孔中融合形成复合板材；对复合板材进行研磨，清除溢出穿孔的聚四氟乙烯材料，以使复合板材的金属板材的表面露出。聚四氟乙烯呈颗粒状，受热面积变大，在受热受压的情况下，能更快地受热变成熔融态以更快地速度渗入金属板材的穿孔中，且聚四氟乙烯材料与金属板材在厚度方向上的结合深度更大，而对复合板材的表面进行研磨，以确保金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面作为导电层使用。

Description

复合板材的制作方法
【技术领域】
本发明涉及一种复合板材的制作方法，尤其是指一种通过聚四氟乙烯与金属粉末热压制成复合板材的方法。
【背景技术】
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)俗称铁氟龙，因聚四氟乙烯介质常数小、介质损耗小、击穿电压高的特征，聚四氟乙烯被广泛应用于印刷电路板行业中。然而聚四氟乙烯材料的表面能极低，不易与金属材料粘接，故难以在聚四氟乙烯材料表面形成金属层，用以实现电信号的传输。
目前聚四氟乙烯材料与金属材料之间通常采用的结合方式是：于聚四氟乙烯板材的表面、金属板材的表面分别进行粗化处理，使得两者的表面分别形成若干凹凸部，以增加两者表面的粗糙度，再将聚四氟乙烯板材已粗化的表面和金属板材已粗化的表面相对设置，最后在真空、加热和加压的条件下将两者粗化的表面压合在一起，以形成聚四氟乙烯和金属的复合板材。然而由于聚四氟乙烯板材和金属板材之间需分别先进行粗化处理，该处理方式繁琐，且聚四氟乙烯粗化表面的凹部和金属板材粗化表面的凸部不一定一一相对设置，使得两者之间的结合力降低，进而导致金属板材易从聚四氟乙烯板材的表面剥离。
因此，为克服聚四氟乙烯材料的不粘黏性，以实现聚四氟乙烯材料表面金属化的稳定结构，并改善聚四氟乙烯表面的导电性的问题，有必要通过一种新的制作方法将聚四氟乙烯与金属制成复合板材。
【发明内容】
本发明的创作目的在于提供一种金属与聚四氟乙烯结合更紧密的复合板材的制作方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合板材的制作方法，包含如下步骤：于金属板材上形成穿孔；将一层聚四氟乙烯粉末放入至热压装置，并在所述聚四氟乙烯粉末上放置形成有所述穿孔的所述金属板材；所述热压装置在至少一方向进行热压，以使所述聚四氟乙烯粉末进入所述金属薄膜板材的所述穿孔中融合形成复合板材；对所述复合板材进行研磨，清除溢出所述穿孔的聚四氟乙烯材料，以使所述复合板材的所述金属板材的表面露出。
进一步地，将一层所述聚四氟乙烯粉末放入至所述热压装置之前，先将聚四氟乙烯板材放入所述热压装置中，再将一层所述聚四氟乙烯粉末铺设于所述聚四氟乙烯板材上，所述聚四氟乙烯板材、所述聚四氟乙烯粉末和所述金属板材热压后共同形成所述复合板材。
进一步地，一层所述聚四氟乙烯粉末以喷涂、刷涂或铺粉的方式铺设在所述聚四氟乙烯板材上。
进一步地，所述聚四氟乙烯板材的厚度范围为0.1mm至500mm。
进一步地，在热压装置进行热压之前，将另一层聚四氟乙烯粉末置于形成有所述穿孔的所述金属板材上，两层所述聚四氟乙烯粉末和所述金属板材热压后共同形成所述复合板材。
进一步地，所述聚四氟乙烯粉末的颗粒的粒径为20μm至100μm。
进一步地，铺设的一层所述聚四氟乙烯粉末的厚度范围为0.1mm至0.5mm。
进一步地，于金属板材上形成所述穿孔的方式为化学蚀刻或雷射光雕刻或电子束雕刻或聚焦离子束雕刻或电浆雕刻或机械冲孔。
进一步地，所述金属板材的厚度范围为20μm至1000μm。
进一步地，所述金属板材的材质为铁或镍或铜或其合金。
进一步地，所述金属板材的所述穿孔的孔径大小为10μm至100μm。
进一步地，所述金属板材的所述穿孔为锥度孔。
进一步地，所述穿孔的孔径朝背离所述聚四氟乙烯粉末的一侧逐渐增大。
进一步地，所述穿孔的孔径朝背离所述聚四氟乙烯粉末的一侧逐渐减小。
进一步地，所述金属板材的所述穿孔之间的间距为10μm至100μm。
进一步地，所述复合板材的厚度范围为0.1mm至500mm。
进一步地，所述热压装置具备60分钟内急速加热和急速冷却的功能。
进一步地，所述热压装置以缸压头进行压制。
进一步地，所述热压装置以连续滚轮进行压制。
进一步地，进行热压的环境内需保持半封闭式正压环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属板材。
进一步地，进行热压的环境内，以灌入惰性气体来保持其半封闭式正压环境。
进一步地，进行热压的环境内需保持全封闭式负压环境或真空环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属板材。
进一步地，在所述热压装置上，以两个方向或多个方向实施热压。
进一步地，所述复合板材在进行研磨之前须先进行冷却固化。
进一步地，所述复合板材由所述热压装置提供冷却。
进一步地，所述复合板材上添加聚四氟乙烯涂料覆盖所述金属板材，再进行研磨。
进一步地，将所述复合板材放置到真空吸附的磨床，进行研磨。
进一步地，进一步对所述复合板材表面的金属板材以化学镀或电镀或真空溅镀进行加厚处理。
进一步地，所述复合板材表面的金属板材在使用前进行隔氧处理。
进一步地，所述一层聚四氟乙烯粉末的厚度大于所述金属板材的厚度。
进一步地，所述复合板材中的所述金属板材的厚度与所述聚四氟乙烯材料的厚度比为1:2至1:100。
本发明于金属板材形成穿孔，并将形成有穿孔的金属板材在热压装置加热、加压的条件下朝一层聚四氟乙烯粉末进行压合，以使聚四氟乙烯粉末进入金属板材的穿孔中融合形成复合板材。其中聚四氟乙烯粉末为聚四氟乙烯颗粒的集合体。由于聚四氟乙烯材料的玻璃化转变(Tg)和聚四氟乙烯材料的熔点(Tm)较常用金属材料的熔点低，可将聚四氟乙烯粉末变成熔融态的聚四氟乙烯材料以渗入金属板材的穿孔中，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合。且由于聚四氟乙烯粉末中的聚四氟乙烯呈颗粒状，相较于聚四氟乙烯板材，聚四氟乙烯粉末的受热面积变大，在受热受压的情况下流动性更好，能更快地受热变成熔融态的聚四氟乙烯材料以更快地速度渗入金属板材的穿孔中，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合。且相较于金属板材的粗化表面与聚四氟乙烯板材的粗化表面相互压合的技术方案，本发明聚四氟乙烯粉末变成熔融态的聚四氟乙烯材料以渗入金属板材的穿孔中，可见聚四氟乙烯材料与金属板材在厚度方向上的结合深度更大，更有利于聚四氟乙烯材料与金属材料之间的结合。最后为使得该金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面以作为导电层使用，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面。且由于聚四氟乙烯材料的介电常数小，使得当金属板材传输信号时，作为金属板材载体使用的聚四氟乙烯材料可以降低传输时的损耗，以满足在高频领域内的使用，而本发明的聚四氟乙烯材料与金属板材之间的结合紧密,可广泛应用于高频线路板或者软排线等领域。
【附图说明】
图1为本发明实施例一的复合板材的制作方法的流程图。
图2为本发明实施例一中的于金属板材形成穿孔的示意图。
图3为本发明实施例一中的将聚四氟乙烯板材、聚四氟乙烯粉末以及形成有穿孔的金属板材自上往下依次放入热压装置的示意图。
图4为本发明实施例一中的热压装置将形成有穿孔的金属板材向下朝聚四氟乙烯粉末、聚四氟乙烯板材压合的示意图。
图5为本发明实施例一中的聚四氟乙烯粉末受热熔融坍塌，聚四氟乙烯板材受热熔融，且熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末向上挤入金属板材的穿孔中，向下嵌入熔融的聚四氟板材中的示意图。
图6为本发明实施例一中的聚四氟乙烯粉末受热完全熔融，并与熔融的聚四氟乙烯板材融合一体，形成熔融的聚四氟乙烯材料，渗入并填充金属板材的穿孔，形成复合板材，并固化成型的示意图。
图7为本发明实施例一中的于真空吸附磨床上对复合板材进行研磨，清除溢出穿孔的聚四氟乙烯材料，以使复合板材的金属板材的表面露出的示意图。
图8为本发明实施例二中的通过连续滚轮将熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末向上挤入金属板材的穿孔中，向下嵌入熔融的聚四氟板材中的示意图。
图9为本发明实施例二中的聚四氟乙烯粉末受热完全熔融，并与熔融的聚四氟乙烯板材融合一体，形成熔融的聚四氟乙烯材料，并通过连续滚轮渗入并填充金属板材的穿孔，形成复合板材，并固化成型的示意图。
具体实施方式的附图标号说明：
本发明实施例一的附图标号
Figure BDA0002571559210000041
Figure BDA0002571559210000051
本发明实施例二的附图标号
工作台1’ 底壁11’ 加热机构2’ 冷却机构3’
压制机构4’ 金属板材5’ 穿孔51’ 聚四氟乙烯板材6’
聚四氟乙烯粉末7’ 聚四氟乙烯材料8’ 复合板材9’ 有界空间100’
【具体实施方式】
为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
由于聚四氟乙烯材料的化学稳定性强、表面能低、不粘附性和高润滑性等特点，使得聚四氟乙烯材料不易于与金属材料粘接，所以为了增大聚四氟乙烯材料与金属材料之间的结合作用力，考虑到聚四氟乙烯材料的玻璃化转变(Tg)和聚四氟乙烯材料的熔点(Tm)较常用金属的熔点低，可利用聚四氟乙烯粉末受热变成熔融的聚四氟乙烯材料以渗入至金属板材的穿孔中，提高聚四氟乙烯材料在金属板材厚度方向上的结合深度，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合，且由于聚四氟乙烯粉末由聚四氟乙烯颗粒组成，使得聚四氟乙烯材料的受热面积变大，受热受压时流动性更好，更有利于熔融的聚四氟乙烯材料渗入至金属板材的穿孔中，以相互结合。且由于聚四氟乙烯材料的介电常数小，使得当金属板材传输信号时，作为金属板材载体使用的聚四氟乙烯材料可以降低传输时的损耗，以满足在高频领域内的使用，而本发明的聚四氟乙烯材料与金属板材之间的结合紧密,可广泛应用于高频线路板或者软排线等领域。
为保证金属板材最终能于聚四氟乙烯材料的表面形成导电层，以作为电路板的导电层使用，本发明采用的方式如下：在热压装置中铺设一层聚四氟乙烯粉末，该聚四氟乙烯粉末为若干聚四氟乙烯颗粒的集合体，于一金属板材上形成穿孔，将形成穿孔的金属板材在真空或全封闭负压或半封闭正压的工作环境中，高温、高压的条件下朝该层聚四氟乙烯粉末进行压合，使得聚四氟乙烯粉末进入金属板材的穿孔中融合形成复合板材，为使得该金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面以作为导电层使用，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面。
本发明使用的聚四氟乙烯粉末中的聚四氟乙烯颗粒的粒径选自20μm至100μm范围内。在热压装置中铺设该层聚四氟乙烯粉末的方式可以采用喷涂、刷涂或铺粉的方式。
本发明使用的金属板材的材质为铁、镍、铜、铁合金、镍合金或铜合金其中的一种或多种。金属板材上形成穿孔的方式可以采用化学蚀刻、雷射光雕刻、电子束雕刻、聚焦离子束雕刻、电浆雕刻或机械冲孔。金属板材的厚度选自20μm至1000μm范围内。金属板材的穿孔的孔径选自10μm至100μm范围内。金属板材的穿孔的孔型为锥度孔，也即孔型可为朝背离聚四氟乙烯粉末一侧逐渐增大或逐渐减小的锥度孔。金属板材的穿孔之间的间距选自为0.1mm至500mm范围内。该层聚四氟乙烯粉末的厚度选自0.1mm至0.5mm范围内，优选地，该层聚四氟乙烯粉末的厚度大于金属板材的厚度。
聚四氟乙烯粉末进入金属板材的穿孔中融合形成复合板材，该复合板材的厚度选自0.05mm至500mm范围内，具体地，复合板材中金属板材的厚度与聚四氟乙烯材料的厚度比选自1:2至1:100范围内。
其中真空环境是指：工作环境内不存在任何物质。全封闭负压的工作环境是指：不引入工作环境外的气体，而逐步将工作环境中的空气排出，使得工作环境内的气压低于外界大气压，控制环境处于低氧状态，以降低金属粉末被氧化的可能性。半封闭正压的工作环境是指：不断对工作环境输入惰性气体，因工作环境中输入了惰性气体，工作环境中的气压大于外界的大气压，工作环境中的气体会自然排出，利用惰性气体的不断地输入与工作环境中气体的不断输出，以将工作环境内的气体尽量置换成惰性气体，保证工作环境尽量处于低氧状态，降低金属粉末被氧化的可能性。高温条件是指：工作环境内的温度优选自250℃至400℃范围内，使得当聚四氟乙烯粉末变成熔融的聚四氟乙烯材料时，便于熔融的聚四氟乙烯材料渗入至金属板材的穿孔中。高压条件是指：工作环境内，金属板材和熔融的聚四氟乙烯材料所受到的压力优选自5Mpa至50Mpa范围内，便于熔融的聚四氟乙烯材料渗入至金属板材的穿孔中。
本发明高温、高压的条件是通过热压装置提供的，该热压装置至少包括加热机构和压制机构。
下面结合附图详细描述本发明的具体实施例。
如图1至图8所示，为本发明实施例一的示意图。
如图4至图6所示，本发明实施例一中的热压装置包括工作台1、加热机构2、冷却机构3和压制机构4。具体的，在本实施例中，工作台1包括底壁11、侧壁12以及由底壁11、侧壁12围设形成的容纳腔13，容纳腔13上端设有一开口。加热机构2、冷却机构3设于底壁11和侧壁12中并围设于容纳腔13外，用于为容纳腔13内的物质急速加热和急速降温，且加热机构2能在60min内急速加热至所需温度，冷却机构3能在60min内急速降温至所需温度。具体的，在本实施例中，加热机构2具体为加热板2(以下均以该名称进行说明)，冷却机构3具体为冷水排3(以下均以该名称进行说明)，且加热板2和冷水排3在容纳腔13的外围交替设置。压制机构4为设于容纳腔13上端的一缸压头4(以下均以该名称进行说明)，也即缸压头4的底面与底壁11相对，且缸压头4的侧部与侧壁12之间相互抵接，缸压头4用于向下朝容纳腔13内部进行压制。缸压头4还设有一排气口41，该排气口41只用于向外输出气体。在本实施例中，工作环境是指工作台1与缸压头4之间围设形成的空间范围。
如图1和图2所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S1。步骤S1：于一金属板材5上形成多个穿孔51。金属板材5的厚度选自20μm至1000μm范围内的某一厚度，各穿孔51的孔径可大小不一或孔径大小均一，且该孔径选自10μm至100μm范围内，各穿孔51之间的间距可大小不一或间距大小均一，且该间距选自0.1mm至500mm范围内，穿孔51的孔型为锥度孔，且为孔径自上往下逐渐增大的锥度孔，此种锥度孔使得金属板材5上侧的表面积大于金属板材5下侧的表面积，更有利于金属板材5上侧的表面作为导电层与外界进行导电使用。在本实施例中，金属板材5的材质为铜，当然，在别的实施例中，金属板材5也可以为铁、镍、铁合金、镍合金或铜合金其中的一种或多种。
金属板材5可通过机械冲孔的方式、化学蚀刻、雷射光雕刻、电子束雕刻、聚焦离子束雕刻或电浆雕刻的方式形成穿孔51，锥度孔可以孔径自上往下逐渐减小的锥度孔，以便于渗入并填充至金属板材5的穿孔51中的材料，不易在金属板材5的厚度方向上，从金属板材5的穿孔51中脱离，增大了该材料与金属板材5之间的结合力。
如图1和图3所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S2。步骤S2：将一聚四氟乙烯板材6、一层聚四氟乙烯粉末7以及形成有穿孔51的金属板材5自上往下依次放入热压装置。具体为先将聚四氟乙烯板材6放入至热压装置的工作台1内的容纳腔13中，使得聚四氟乙烯板材6与底壁11接触，再于聚四氟乙烯板材6的上表面以铺粉的方式铺设一层聚四氟乙烯粉末7，最后再于该层聚四氟乙烯粉末7的上表面放置形成有穿孔51的金属板材5。在本实施例中，聚四氟乙烯板材6的厚度选自0.1mm至500mm范围内的某一厚度。该层聚四氟乙烯粉末7的厚度选自0.1mm至0.5mm范围内的某一厚度，优选地，该层聚四氟乙烯粉末7的厚度大于金属板材5的厚度。该层聚四氟乙烯粉末7的聚四氟乙烯颗粒的粒径可大小不一或粒径大小均一，且该粒径选自20μm至100μm范围内。其中，聚四氟乙烯粉末7中的聚四氟乙烯颗粒的粒径小于或等于金属板材5的穿孔51的孔径时，该聚四氟乙烯颗粒会进入到金属板材5的穿孔51中，而聚四氟乙烯颗粒的粒径大于金属板材5的穿孔51的孔径时，该聚四氟乙烯颗粒则置于金属板材5之下。
在别的实施例中，聚四氟乙烯粉末7可以喷涂或涂刷的方式铺设于聚四氟乙烯板材6的表面。
在别的实施例中，还可先将一层聚四氟乙烯粉末7铺设入热压装置工作台1内的容纳腔13中，使得该层聚四氟乙烯粉末7与底壁11接触，再于该层聚四氟乙烯粉末7的上表面放置形成有穿孔51的金属板材5，也即去除聚四氟乙烯粉末7下表面的聚四氟乙烯板材6。
在别的实施例中，还可于形成有穿孔51的金属板材5的上表面再铺设另一层聚四氟乙烯粉末7，使得形成有穿孔51的金属板材5的上下两侧均被聚四氟乙烯粉末7所包围，更有利于金属材料与聚四氟乙烯材料之间的结合，同理，也可将铺设于金属板材5上表面的聚四氟乙烯粉末7换成聚四氟乙烯板材6。
如图1和图4所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S3的步骤S31。步骤S31：工作环境保持全封闭负压，也即只通过排气口41向外排出气体，以降低工作环境内的氧气含量，避免金属粉末氧化，且将冷水排3中的冷水排空掉，加热板2开始逐步加热，缸压头4以5Mpa至50Mpa范围内的某一压力持续向下朝形成有穿孔51的金属板材5、聚四氟乙烯粉末7和聚四氟乙烯板材6下压。
在别的实施例中，还可于聚四氟乙烯板材6的下方再设置另一个缸压头4，于另一缸压头4的上表面先放置形成有穿孔51的另一金属板材5，再于形成有穿孔51的另一金属板材5的上方铺设另一层聚四氟乙烯粉末7，再将此缸压头4以及其上形成有穿孔51的金属板材5、聚四氟乙烯粉末7一体朝向聚四氟乙烯板材6进行压合。其中，聚四氟乙烯粉末7中的聚四氟乙烯颗粒的粒径小于或等于金属板材5的穿孔51的孔径时，该聚四氟乙烯颗粒会进入到金属板材5的穿孔51中，而聚四氟乙烯颗粒的粒径大于金属板材5的穿孔51的孔径时，该聚四氟乙烯颗粒则置于金属板材5之上。
在别的实施例中，本实施例中的工作环境也可采用真空环境或全封闭正压的环境，真空环境也即工作台1与缸压头4围设形成的空间范围内不存在任何介质，全封闭正压环境也即于缸压头4设置一入气口和一出气口，入气口不断往工作台1与缸压头4围设形成的空间范围内输入惰性气体，而因工作环境中输入了惰性气体，工作环境中的气压大于外界的大气压，工作环境中的气体自然会从出气口排出，以将工作环境内的气体尽量置换成惰性气体，且其中缸压头4的压力大于惰性气体的气压。
如图1和图5所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S3的步骤S32。步骤S32：工作环境依旧保持全封闭负压的状态，加热板2加热至250℃至400℃范围内的某一温度，聚四氟乙烯粉末7开始受热熔融坍塌，聚四氟乙烯板材6受热开始熔融，此时缸压头4接触形成有穿孔51的金属板材5。由于本实施例中金属板材5为铜板材，且铜的熔点高于400℃，此时金属板材5仍为板材状，金属板材5的穿孔51的孔型也仍为锥度孔，而形成有穿孔51的金属板材5、熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7以及熔融的聚四氟乙烯板材6三者同时受到缸压头4的压力挤压时，熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7因受到缸压头4的压力而逐步向上挤入金属板材5的穿孔51中，且逐步向下嵌入至熔融的聚四氟乙烯板材6中。
如图1和图6所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S3的步骤S33。步骤S33：工作环境依旧保持全封闭负压的状态，加热板2的温度维持于250℃至400℃范围内的该某一温度下，缸压头4继续向下对形成有穿孔51的金属板材5、聚四氟乙烯粉末7和聚四氟乙烯板材6施加压力，直至聚四氟乙烯粉末7完全熔融，并与熔融的聚四氟乙烯板材6融合一体，形成熔融的聚四氟乙烯材料8，且该熔融的聚四氟乙烯材料8渗入并填充聚四氟乙烯板材6的穿孔51，进而形成复合板材9。随后缸压头4保持不动，停止施压，加热板2继续维持250℃至400℃范围内的该某一温度60秒至1200秒。然后加热板2停止加热，冷水排3打开，引进冷水，直至将复合板材9冷却至室温，以将复合板材9固化成型。
具体的，在别的实施例中，可在进行步骤S33之后，还可于复合板材9的表面再涂刷一层聚四氟乙烯涂料，并利用聚四氟乙烯涂料填充金属板材5层中各穿孔51，以使复合板材9整体平整，便于进行后续的研磨步骤。
如图7所示，本发明实施例一还包括一研磨机构10，用于研磨复合板材9，该研磨机构10包括真空吸附磨床101和研磨轮102，其中真空吸附磨床101可将待研磨的复合板材9稳固吸附于真空吸附磨床101表面，而研磨轮102用于研磨复合板材9的表面。
如图1和图7所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S4。步骤S4：将冷却凝固后的复合板材9从容纳腔13中取出，由于金属板材5上的穿孔51贯通了金属板材5的上下表面，熔融后的聚四氟乙烯材料8受到缸压头4的下压后，易从金属板材5的穿孔51中向上溢出，使得形成有穿孔51的金属板材5不一定显露于复合板材9的表面，所以需进行研磨，研磨直至复合板材9中的形成有穿孔51的金属板材5的表面露出，并控制研磨后的复合板材9的厚度为0.1mm至500mm范围内的某一厚度，具体地，复合板材9中金属板材5的厚度与聚四氟乙烯材料8的厚度比选自1:2至1:100范围内的某一厚度比。
具体的，在本实施例中，复合板材9放置于真空吸附的真空吸附磨床101上，即通过真空吸附磨床101上的真空装置吸附复合板材9的底面，使复合板材9背离金属板材5的底面固定在真空吸附磨床101上，而金属板材5朝上设置，然后通过研磨轮102研磨复合板材9的上表面，直至金属板材5露出。
具体的，在本实施例中，由于形成有穿孔51的金属板材5在研磨之后裸露于复合板材9的表面，为避免金属板材5被氧化，最后还需要在使用前对金属板材5进行隔氧处理。具体的，通过于金属板材5的表面覆盖胶纸以进行隔氧处理。
另外，在本实施例中，为使得金属板材5远离聚四氟乙烯材料8的表面的导电面积更大，或者为了根据实际工作需求，金属板材5需要达到一定厚度，如此，在步骤S4之后，对复合板材9表面上的金属板材5以化学镀或电镀或真空溅镀进行加厚处理，具体地，可以镀与金属板材5相同的金属材料，也可以镀其他导电性能比较佳的金属材料。
如图8和图9所示，为本发明实施例二的示意图，本发明实施例二与本发明实施例一的区别在于：本实施例中的热压装置包括工作台1’、加热机构2’、冷却机构3’和压制机构4’。其中该工作台1’包括一底壁11’。该加热机构2’和冷却机构3’设于底壁11’中，用于为底壁11’表面的物质急速加热和急速降温，且加热机构2’能在60min内急速加热至所需温度，冷却机构3’能在60min内急速降温至所需温度。具体的，在本实施例中，该加热机构2’具体为加热板2’(以下均以该名称进行说明)，该冷却机构3’具体为冷水排3’(以下均以该名称进行说明)，且加热板2’和冷水排3’在底壁11’的中交替设置。可以在60min内急速加热至所需温度。该压制机构4’为一连续滚轮4’(以下均以该名称进行说明)，该连续滚轮4’可来回滚动。
如图8和图9所示，具体的本发明实施例二的复合板材的制作方法如下：在真空的工作环境或半封闭负压环境或全封闭正压环境中，将聚四氟乙烯板材6’置于底壁11’的表面，将一层聚四氟乙烯粉末7’铺设于聚四氟乙烯板材6’上，再将形成有穿孔51’的金属板材5’置于该层聚四氟乙烯粉末7’的上方，利用加热板2’加热，以将聚四氟乙烯粉末7’加热至熔融坍塌，聚四氟乙烯板材6’加热至熔融，利用连续滚轮4’来回对形成有穿孔51’的金属板材5’、熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7’以及熔融的聚四氟乙烯板材6’进行压合，使得熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7’因受到连续滚轮4’的压力而逐步向上挤入金属板材5’的穿孔51’中，且逐步向下嵌入至熔融的聚四氟乙烯板材6’中，直至聚四氟乙烯粉末7’完全熔融，并与熔融的聚四氟乙烯板材6’融合一体，形成熔融的聚四氟乙烯材料8’，且该熔融的聚四氟乙烯材料8’渗入并填充聚四氟乙烯板材6’的穿孔51’，进而形成复合板材9’，随后连续滚轮4’停止滚动，加热板2’停止加热，冷水排3’打开，引进冷水，直至将复合板材9’冷却至室温，以将复合板材9’固化成型。最后再执行如本发明实施例一的步骤S4的操作(具体详见图7)。其中本实施例中的工作环境是指容纳工作台1’、加热机构2’、冷却机构3’和压制机构4’的有界空间100’。
具体的，该金属板材5’的厚度选自20μm至1000μm范围内的某一厚度。金属板材5’的穿孔51’的孔径可大小不一或孔径大小均一，且该孔径选自10μm至100μm范围内。金属板材5’的穿孔51’的孔型为朝背离聚四氟乙烯粉末7’一侧逐渐减小的锥度孔。金属板材5’的穿孔51’之间的间距大小不一或间距大小均一，且该间距选自0.1mm至500mm范围内。该层聚四氟乙烯粉末7’的厚度选自0.1mm至0.5mm范围内的某一厚度，优选地，该层聚四氟乙烯粉末7’的厚度大于金属板材5’的厚度。该层聚四氟乙烯粉末7’中的聚四氟乙烯颗粒的粒径大小不一或粒径大小均一，且该粒径选自20μm至100μm范围内。该聚四氟乙烯板材6’的厚度选自0.1mm至500mm的某一厚度。加热板2’加热至250℃至400℃范围内的某一温度。连续滚轮4’以5Mpa至50Mpa范围内的某一压力持续向下朝形成有穿孔51’的金属板材5’、熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7’以及熔融的聚四氟乙烯板材6’下压。控制研磨后的复合板材9’的厚度为0.1mm至500mm范围内的某一厚度，具体地，复合板材9’中金属板材5’的厚度与聚四氟乙烯材料8’的厚度比为1:2至1:100范围内的某一厚度比。在本实施例中，该金属板材5’选为铜板材，当然，在别的实施例中，该金属板材5’也可以为铁、镍、铁合金、镍合金或铜合金其中的一种或多种。
由于一般金属板材5’的熔点高于聚四氟乙烯的熔点，在本实施例中，铜的熔点高于400℃，因此，当聚四氟乙烯材料处于熔融时，金属板材5’仍为板材状，金属板材5’的穿孔51’的孔型也仍为锥度孔，而形成有穿孔51’的金属板材5’、熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7’以及熔融的聚四氟乙烯板材6’三者同时受到缸压头的压力挤压时，熔融坍塌的聚四氟乙烯粉末7’因受到连续滚轮4’的压力逐步向上挤入金属板材5’的穿孔51’中，且逐步向下嵌入至熔融的聚四氟乙烯板材6’中，直至聚四氟乙烯粉末7’完全熔融，并与熔融的聚四氟乙烯板材6’融合一体，形成熔融的聚四氟乙烯材料8’，且该熔融的聚四氟乙烯材料8’受到缸压头的压力挤压渗入并填充聚四氟乙烯板材6’的穿孔51’，进而形成复合板材9’。
本发明的有益效果如下：
本发明于金属板材形成穿孔，并将形成有穿孔的金属板材在热压装置加热、加压的条件下朝一层聚四氟乙烯粉末进行压合，以使聚四氟乙烯粉末进入金属板材的穿孔中融合形成复合板材。其中聚四氟乙烯粉末为聚四氟乙烯颗粒的集合体。由于聚四氟乙烯材料的玻璃化转变(Tg)和聚四氟乙烯材料的熔点(Tm)较常用金属材料的熔点低，可将聚四氟乙烯粉末变成熔融态的聚四氟乙烯材料以渗入金属板材的穿孔中，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合。且由于聚四氟乙烯粉末中的聚四氟乙烯呈颗粒状，相较于聚四氟乙烯板材，聚四氟乙烯粉末的受热面积变大，在受热受压的情况下流动性更好，能更快地受热变成熔融态的聚四氟乙烯材料以更快地速度渗入金属板材的穿孔中，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合。且相较于金属板材的粗化表面与聚四氟乙烯板材的粗化表面相互压合的技术方案，本发明聚四氟乙烯粉末变成熔融态的聚四氟乙烯材料以渗入金属板材的穿孔中，可见聚四氟乙烯材料与金属板材在厚度方向上的结合深度更大，更有利于聚四氟乙烯材料与金属材料之间的结合。最后为使得该金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面以作为导电层使用，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保金属板材能裸露于聚四氟乙烯材料的表面。且由于聚四氟乙烯材料的介电常数小，使得当金属板材传输信号时，作为金属板材载体使用的聚四氟乙烯材料可以降低传输时的损耗，以满足在高频领域内的使用，而本发明的聚四氟乙烯材料与金属板材之间的结合紧密,可广泛应用于高频线路板或者软排线等领域。
以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (31)

1.一种复合板材的制作方法，其特征在于，包含如下步骤：
于金属板材上形成穿孔；
将一层聚四氟乙烯粉末放入至热压装置，并在所述聚四氟乙烯粉末上放置形成有所述穿孔的所述金属板材；
所述热压装置在至少一方向进行热压，以使所述聚四氟乙烯粉末进入所述金属薄膜板材的所述穿孔中融合形成复合板材；
对所述复合板材进行研磨，清除溢出所述穿孔的聚四氟乙烯材料，以使所述复合板材的所述金属板材的表面露出。
2.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：将一层所述聚四氟乙烯粉末放入至所述热压装置之前，先将聚四氟乙烯板材放入所述热压装置中，再将一层所述聚四氟乙烯粉末铺设于所述聚四氟乙烯板材上，所述聚四氟乙烯板材、所述聚四氟乙烯粉末和所述金属板材热压后共同形成所述复合板材。
3.如权利要求2所述的复合板材的制作方法，其特征在于：一层所述聚四氟乙烯粉末以喷涂、刷涂或铺粉的方式铺设在所述聚四氟乙烯板材上。
4.如权利要求2所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯板材的厚度范围为0.1mm至500mm。
5.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：在热压装置进行热压之前，将另一层聚四氟乙烯粉末置于形成有所述穿孔的所述金属板材上，两层所述聚四氟乙烯粉末和所述金属板材热压后共同形成所述复合板材。
6.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯粉末的颗粒的粒径为20μm至100μm。
7.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：铺设的一层所述聚四氟乙烯粉末的厚度范围为0.1mm至0.5mm。
8.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：于金属板材上形成所述穿孔的方式为化学蚀刻或雷射光雕刻或电子束雕刻或聚焦离子束雕刻或电浆雕刻或机械冲孔。
9.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属板材的厚度范围为20μm至1000μm。
10.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属板材的材质为铁或镍或铜或其合金。
11.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属板材的所述穿孔的孔径大小为10μm至100μm。
12.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属板材的所述穿孔为锥度孔。
13.如权利要求12所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述穿孔的孔径朝背离所述聚四氟乙烯粉末的一侧逐渐增大。
14.如权利要求12所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述穿孔的孔径朝背离所述聚四氟乙烯粉末的一侧逐渐减小。
15.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属板材的所述穿孔之间的间距为10μm至100μm。
16.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材的厚度范围为0.1mm至500mm。
17.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述热压装置具备60分钟内急速加热和急速冷却的功能。
18.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述热压装置以缸压头进行压制。
19.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述热压装置以连续滚轮进行压制。
20.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进行热压的环境内需保持半封闭式正压环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属板材。
21.如权利要求20所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进行热压的环境内，以灌入惰性气体来保持其半封闭式正压环境。
22.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进行热压的环境内需保持全封闭式负压环境或真空环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属板材。
23.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：在所述热压装置上，以两个方向或多个方向实施热压。
24.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材在进行研磨之前须先进行冷却固化。
25.如权利要求24所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材由所述热压装置提供冷却。
26.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材上添加聚四氟乙烯涂料覆盖所述金属板材，再进行研磨。
27.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：将所述复合板材放置到真空吸附的磨床，进行研磨。
28.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进一步对所述复合板材表面的金属板材以化学镀或电镀或真空溅镀进行加厚处理。
29.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材表面的金属板材在使用前进行隔氧处理。
30.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述一层聚四氟乙烯粉末的厚度大于所述金属板材的厚度。
31.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材中的所述金属板材的厚度与所述聚四氟乙烯材料的厚度比为1:2至1:100。
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