CN112430375A - 一种高介电ptfe复合材料组合物及其制造的高频覆铜板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高介电PTFE复合材料组合物及其制造的高频覆铜板，组合物包括以下原料组分及重量份组成：聚四氟乙烯粉末的用量40‑100重量份；聚全氟乙丙烯乳液的用量1‑10重量份；增强材料的用量1‑5重量份；铜箔的用量1‑2重量份；稀释剂的用量5‑8重量份；陶瓷粉的用量200‑500重量份；铜粉的用量5‑10重量份。通过高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，使其具有低而稳定的介电常数和较低的介电损耗，能够满足高频传输系统对印刷电路板不同的的高要求，制作简单、工艺可行且成本低廉，有利于工业化生产。

Description

一种高介电PTFE复合材料组合物及其制造的高频覆铜板
技术领域
本发明涉及高频覆铜板技术领域，特别涉及一种高介电PTFE复合材料组合物及其制造的高频覆铜板。
背景技术
覆铜箔层压板（Copper Clad Laminate，CCL)是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂，一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料，简称为覆铜板。各种不同形式、不同功能的印制电路板，都是在覆铜板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序，制成不同的印制电路。对印制电路板主要起互连导通、绝缘和支撑的作用，对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响，因此，印制电路板的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期的可靠性及稳定性在很大程度上取决于覆铜板。 聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE），白色、无臭、无味、无毒的粉状物，俗称“塑料王”。具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。高频率范围内介电常数、介质损耗变化少，非常适用于作为高速数字化和高频的基板材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高介电PTFE复合材料组合物及其制造的高频覆铜板，通过高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，使其具有低而稳定的介电常数和较低的介电损耗，能够满足高频传输系统对印刷电路板不同的的高要求，制作简单、工艺可行且成本低廉，有利于工业化生产，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高介电PTFE复合材料组合物，组合物包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量40-100重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量1-10重量份；
增强材料的用量1-5重量份；
铜箔的用量1-2重量份；
稀释剂的用量5-8重量份；
陶瓷粉的用量200-500重量份；
铜粉的用量5-10重量份。
优选的，包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量80重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量8重量份；
增强材料的用量1重量份；
铜箔的用量2重量份；
稀释剂的用量6重量份；
陶瓷粉的用量400重量份；
铜粉的用量10重量份。
进一步地，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。
进一步地，聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。
进一步地，增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。
本发明提供另一技术方案，一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板由第一铜箔层、绝缘层和第二铜箔层构成，绝缘层外侧分别通过热压与第一铜箔层和第二铜箔层固定连接构成板状材料，绝缘层包括基层和树脂层。
进一步地，覆铜板上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路。
进一步地，绝缘层分别与第一铜箔层和第二铜箔层热压的温度均不超过220°。
进一步地，绝缘层由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种高介电PTFE复合材料组合物及其制造的高频覆铜板，通过对不同原料配比进行调整，同时采用不同原料比例制备的高频覆铜板进行检测，通过高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，使其具有低而稳定的介电常数和较低的介电损耗，能够满足高频传输系统对印刷电路板不同的的高要求，制作简单、工艺可行且成本低廉，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的覆铜板示意图；
图2为本发明的覆铜板侧视图；
图3为本发明的覆铜板剖视图；
图4为本发明的绝缘层剖视图；
图5为本发明的覆铜板印制电路示意图；
图6为本发明的整体工艺流程图。
图中：1、覆铜板；2、第一铜箔层；3、绝缘层；4、第二铜箔层；5、基层；6、树脂层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种高介电PTFE复合材料组合物，组合物包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量40重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量1重量份；
增强材料的用量1重量份；
铜箔的用量1重量份；
稀释剂的用量5重量份；
陶瓷粉的用量200重量份；
铜粉的用量5重量份。
请参阅图6，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。将40重量份的聚四氟乙烯粉末、1重量份的聚全氟乙丙烯乳液、200重量份的陶瓷粉和5重量份的铜粉充分混合，混合均匀后加入5重量份的稀释剂配制成PTFE复合材料，电子玻纤布浸渍在上述PTFE复合材料中，经过加热干燥后形成半固化粘结片，重复上述步骤，制备多层粘结片，一面覆以铜箔经热压制成覆铜板。
请参阅图1-5，一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板1由第一铜箔层2、绝缘层3和第二铜箔层4构成，覆铜板1上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路，绝缘层3外侧分别通过热压与第一铜箔层2和第二铜箔层4固定连接构成板状材料，绝缘层3分别与第一铜箔层2和第二铜箔层4热压的温度均不超过220°，绝缘层3可以为数层，绝缘层3包括基层5和树脂层6，绝缘层3由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
实施例二
一种高介电PTFE复合材料组合物，组合物包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量60重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量1重量份；
增强材料的用量1重量份；
铜箔的用量1重量份；
稀释剂的用量5重量份；
陶瓷粉的用量200重量份；
铜粉的用量5重量份。
请参阅图6，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。将60重量份的聚四氟乙烯粉末、1重量份的聚全氟乙丙烯乳液、200重量份的陶瓷粉和5重量份的铜粉充分混合，混合均匀后加入5重量份的稀释剂配制成PTFE复合材料，电子玻纤布浸渍在上述PTFE复合材料中，经过加热干燥后形成半固化粘结片，重复上述步骤，制备多层粘结片，一面覆以铜箔经热压制成覆铜板。
请参阅图1-5，一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板1由第一铜箔层2、绝缘层3和第二铜箔层4构成，覆铜板1上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路，绝缘层3外侧分别通过热压与第一铜箔层2和第二铜箔层4固定连接构成板状材料，绝缘层3分别与第一铜箔层2和第二铜箔层4热压的温度均不超过220°，绝缘层3可以为数层，绝缘层3包括基层5和树脂层6，绝缘层3由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
实施例三
一种高介电PTFE复合材料组合物，组合物包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量80重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量1重量份；
增强材料的用量1重量份；
铜箔的用量1重量份；
稀释剂的用量5重量份；
陶瓷粉的用量200重量份；
铜粉的用量5重量份。
请参阅图6，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。将80重量份的聚四氟乙烯粉末、1重量份的聚全氟乙丙烯乳液、200重量份的陶瓷粉和5重量份的铜粉充分混合，混合均匀后加入5重量份的稀释剂配制成PTFE复合材料，电子玻纤布浸渍在上述PTFE复合材料中，经过加热干燥后形成半固化粘结片，重复上述步骤，制备多层粘结片，一面覆以铜箔经热压制成覆铜板。
请参阅图1-5，一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板1由第一铜箔层2、绝缘层3和第二铜箔层4构成，覆铜板1上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路，绝缘层3外侧分别通过热压与第一铜箔层2和第二铜箔层4固定连接构成板状材料，绝缘层3分别与第一铜箔层2和第二铜箔层4热压的温度均不超过220°，绝缘层3可以为数层，绝缘层3包括基层5和树脂层6，绝缘层3由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
实施例四
一种高介电PTFE复合材料组合物，组合物包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量100重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量10重量份；
增强材料的用量1重量份；
铜箔的用量2重量份；
稀释剂的用量5重量份；
陶瓷粉的用量200重量份；
铜粉的用量5重量份。
请参阅图6，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。将100重量份的聚四氟乙烯粉末、10重量份的聚全氟乙丙烯乳液、200重量份的陶瓷粉和5重量份的铜粉充分混合，混合均匀后加入5重量份的稀释剂配制成PTFE复合材料，电子玻纤布浸渍在上述PTFE复合材料中，经过加热干燥后形成半固化粘结片，重复上述步骤，制备多层粘结片，两面覆以铜箔经热压制成覆铜板。
请参阅图1-5，一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板1由第一铜箔层2、绝缘层3和第二铜箔层4构成，覆铜板1上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路，绝缘层3外侧分别通过热压与第一铜箔层2和第二铜箔层4固定连接构成板状材料，绝缘层3分别与第一铜箔层2和第二铜箔层4热压的温度均不超过220°，绝缘层3可以为数层，绝缘层3包括基层5和树脂层6，绝缘层3由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
实施例五
一种高介电PTFE复合材料组合物，组合物包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量100重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量10重量份；
增强材料的用量5重量份；
铜箔的用量2重量份；
稀释剂的用量8重量份；
陶瓷粉的用量500重量份；
铜粉的用量10重量份。
请参阅图6，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。将100重量份的聚四氟乙烯粉末、10重量份的聚全氟乙丙烯乳液、500重量份的陶瓷粉和10重量份的铜粉充分混合，混合均匀后加入8重量份的稀释剂配制成PTFE复合材料，电子玻纤布浸渍在上述PTFE复合材料中，经过加热干燥后形成半固化粘结片，重复上述步骤，制备多层粘结片，两面覆以铜箔经热压制成覆铜板。
请参阅图1-5，一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板1由第一铜箔层2、绝缘层3和第二铜箔层4构成，覆铜板1上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路，绝缘层3外侧分别通过热压与第一铜箔层2和第二铜箔层4固定连接构成板状材料，绝缘层3分别与第一铜箔层2和第二铜箔层4热压的温度均不超过220°，绝缘层3包括基层5和树脂层6，绝缘层3可以为数层，绝缘层3由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
将实施例一、二、三、四和五中不同的高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板进行测试，测试结果如表一所示：
表一不同高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板性能
Figure DEST_PATH_IMAGE002
通过上述实验证实本高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，覆铜板1作为印制电路板制造中的基板材料，对印制电路板主要起互连导通、绝缘和支撑的作用，对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响，铜箔具有低表面氧气特性，可以附着与绝缘材料上，拥有较宽的温度使用范围，聚四氟乙烯粉末呈白色蜡状、半透明，具有优良的耐热、耐寒性，可在-180～260ºC长期使用，具有较强的电绝缘性和良好的抗老化耐力，通过对不同原料配比进行调整，同时采用不同原料比例制备的高频覆铜板进行检测，实施例一、二和三种通过调整聚四氟乙烯粉末的重量份，提高本高频覆铜板的绝缘性能，实施例四中聚四氟乙烯粉末与实施例五中聚四氟乙烯粉末重量份一致，从而得出陶瓷粉会提高绝缘性，实施例五中本高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板介电常数为2.5，介电损耗值为0.0015，从而实施例五中聚四氟乙烯粉末的用量100重量份、聚全氟乙丙烯乳液的用量10重量份、增强材料的用量5重量份、铜箔的用量2重量份、稀释剂的用量8重量份、陶瓷粉的用量500重量份、铜粉的用量10重量份为PTFE复合材料的最佳配比，通过高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，使其具有低而稳定的介电常数和较低的介电损耗。
综上所述，本高介电PTFE复合材料组合物及其制造的高频覆铜板，通过对不同原料配比进行调整，同时采用不同原料比例制备的高频覆铜板进行检测，通过高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，使其具有低而稳定的介电常数和较低的介电损耗，能够满足高频传输系统对印刷电路板不同的的高要求，制作简单、工艺可行且成本低廉，有利于工业化生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高介电PTFE复合材料组合物，其特征在于，包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量40-100重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量1-10重量份；
增强材料的用量1-5重量份；
铜箔的用量1-2重量份；
稀释剂的用量5-8重量份；
陶瓷粉的用量200-500重量份；
铜粉的用量5-10重量份。
2.如权利要求1所述的一种高介电PTFE复合材料组合物，其特征在于，包括以下原料组分及重量份组成：
聚四氟乙烯粉末的用量80重量份；
聚全氟乙丙烯乳液的用量8重量份；
增强材料的用量1重量份；
铜箔的用量2重量份；
稀释剂的用量6重量份；
陶瓷粉的用量400重量份；
铜粉的用量10重量份。
3.如权利要求1所述的一种高介电PTFE复合材料组合物，其特征在于，稀释剂为C12-14脂肪缩水甘油醚制成的溶液。
4.如权利要求1所述的一种高介电PTFE复合材料组合物，其特征在于，聚全氟乙丙烯乳液的粒径不小于0.18μm，且聚全氟乙丙烯乳液的密度不小于1.5g/cm3。
5.如权利要求1所述的一种高介电PTFE复合材料组合物，其特征在于，增强材料为电子玻纤布或木浆纸制成的基体材料。
6.一种利用如权利要求1所述的高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，包括组合物制成的覆铜板（1），其特征在于，覆铜板（1）由第一铜箔层（2）、绝缘层（3）和第二铜箔层（4）构成，绝缘层（3）外侧分别通过热压与第一铜箔层（2）和第二铜箔层（4）固定连接构成板状材料，绝缘层（3）包括基层（5）和树脂层（6）。
7.如权利要求6所述的一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，其特征在于，覆铜板（1）上进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜工序，制成印制电路。
8.如权利要求6所述的一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，其特征在于，绝缘层（3）分别与第一铜箔层（2）和第二铜箔层（4）热压的温度均不超过220°。
9.如权利要求6所述的一种高介电PTFE复合材料组合物制造的高频覆铜板，其特征在于，绝缘层（3）由增强材料浸以聚四氟乙烯粉末和聚全氟乙丙烯乳液制成。
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