CN114890712A - 一种高热稳定性覆铜板制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高热稳定性覆铜板制备方法，属于电子技术领域。所述方法包括使用硅烷偶联剂对陶瓷填料、短切玻璃纤维进行表面改性；改性后与碳氢树脂、固化剂、抗氧剂、溶剂按一定的比例称量；使用高速搅拌或滚磨的方式制备混合浆料；采用流延成型或者刮涂方式制备生瓷片；将制备的生瓷片按需求厚度进行叠层，叠层完成后，双面覆PET膜，置于表面光洁的钢板上，装入真空铝塑带中，使用真空塑封设备进行真空包装；将真空包装好的生瓷片放入等静压机中，进行高温等静压；等静压完成后，形成生坯，拆封铝塑带，取出生坯，对生坯双面覆铜箔；对双面覆铜箔的生坯进行层压烧结。解决现有技术中陶瓷填充碳氢树脂覆铜板综合性能差的问题。广泛应用于微波电路中。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，进一步来说涉及电路板领域，具体来说，涉及一种高热稳定性覆铜板制备方法。
背景技术
随着通信技术的不断发展，电子产品向着高频化、小型化、高可靠、功能化方向快速发展，高精度多层微波电路板的需求日益剧增，从而对覆铜板提出更高要求，期望制备出一种具备低热膨胀系数、低介电常数、低损耗、介电常数随温度及频率变化低的材料。而目前市场上常用的高热稳定性覆铜板以碳氢树脂为主，其中以Rogers公司TMM系列产品为典型代表，综合性能最佳，但其制备方式目前尚无相关报道，日本松下公司在专利JP2017031276A中公开一种陶瓷填充碳氢树脂型覆铜板制备方法，采用在铜箔表面涂覆的方式制备陶瓷填充碳氢树脂型覆铜板，该方法不利于大批量生产；国内目前以无锡睿龙、常州中英、瑞声科技等公司专利报道为主，其主要制备方式，局限于传统玻纤布浸渍法，该方法制备的覆铜板，由于玻纤布的结构缺陷，导致其综合性能欠佳，中国专利申请号202111472366.5中公开一种陶瓷填充碳氢树脂型覆铜板方法，该方法采用混合胶液烘干后，倒入模具中热压成型，该方法制备的覆铜板介电损耗在0.0028，损耗较大；中国专利号202110617260.3中公布了一种陶瓷填充碳氢树脂粘结片批量化生产方法，该方法采用流延方式制备粘结片，提高了粘结片厚度均匀性，但未提及如何提升板材综合性能指标。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术中陶瓷填充碳氢树脂覆铜板热膨胀系数、介电常数、损耗、介电常数随温度及频率变化等综合性能不能整体提升的问题。
本发明的发明构思是：首先通过硅烷偶联剂对陶瓷填料及短切玻纤进行表面处理，再经高速搅拌或滚磨的方法制备陶瓷填料/碳氢树脂复合浆料，再通过模压成型或流延成型等方法制备生瓷带，再将制备的生瓷带进行真空包装，包装好的生瓷带置于等静压机中进行等静压，通过等静压技术，提升复合材料生坯致密度以及致密度均匀性，从而降低热压烧结过程中的烧结收缩率，降低内应力产生，同时，增强复合材料各向均匀性，等静压完成后取出生坯，双面覆铜箔进行层压烧结，制备综合性能优异的高热稳定性覆铜板。从而提升陶瓷填充碳氢树脂体系覆铜板综合性能，使得制备的高热稳定性覆铜板综合性能更优。
为此，本发明提供一种高热稳定性覆铜板制备方法，包括如下工艺：
(1)使用硅烷偶联剂对陶瓷填料、短切玻璃纤维进行表面改性；
(2)将改性好的填料、短切玻璃纤维与碳氢树脂、固化剂、抗氧剂、溶剂按一定的比例称好，使用高速搅拌或滚磨的方式制备混合浆料；填料为SiO2、TiO2、SrTiO3、CaTiO3等材料中的一种或多种，碳氢树脂为聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物、聚异戊二烯、三元乙丙橡胶中的一种或多种，固化剂为三烯丙基异氰脲酸酯、双叔丁基过氧二异丙苯、二叔丁基过氧化物等，抗氧剂为MD-697、MD1024、B225中的一种或几种，溶剂为甲苯、二甲苯、环己烷、酒精中的一种或几种；
(3)称量好的材料，使用高速搅拌或者滚磨方式制备混合浆料，混合浆料采用流延成型或者刮涂等方式制备生瓷片；
(4)将制备的生瓷片按需求厚度进行叠层，叠层完成后，双面覆PET膜，置于表面光洁的钢板上，装入真空铝塑带中，使用真空塑封设备进行真空包装，如图1所示；
(5)将真空包装好的生瓷片放入等静压机中，进行高温等静压；
(6)等静压完成后，形成生坯，拆封铝塑带，取出生坯，对生坯双面覆铜箔，对双面覆铜箔的生坯进行层压烧结。
使用所述一种高热稳定性覆铜板制备方法制备的覆铜板，树脂与陶瓷复合界面良好，如图2所示，具备低介电常数、低损耗、低介电常数温度系数、低介电常数频率系数、以及低热膨胀系数，覆铜板的综合性能实现了整体提升。可广泛应用于微波电路中。
附图说明
图1为生瓷片外观效果示意图。
图2为覆铜板树脂与陶瓷复合界面效果示意图。
具体实施方式
所述一种高热稳定性覆铜板制备方法的具体实施方式如下：
(1)使用硅烷偶联剂对陶瓷填料及短切玻璃纤维进行表面处理，陶瓷填料为SiO2、TiO2、SrTiO3、CaTiO3等材料中的一种或多种，硅烷偶联剂为KH570、A-150、A-172、A-188、Y-5712中的一种或多种，硅烷偶联剂用量为陶瓷填料、短切玻纤质量的0.3wt％～3wt％。
(2)各种原材料组分按重量分配：40份～60份陶瓷填料、1份～5份短切玻璃纤维，树脂为6～15份，抗氧剂0.01份～1份，固化剂为0.2份～1份，溶剂为35份～50份。
(3)称量好的材料，使用滚磨方式进行混料，转速为20r/min～50r/min，时间为2h～4h。
(4)采用流延方式制备生瓷带，流延速度为0.5m/min～2m/min，烘干温度为50℃～80℃。
(5)流延膜片裁剪后进行脱模，脱模完成后进行叠层，真空包装。
(6)真空包装后，进行高温等静压，等静压温度为50℃～75℃，压力为50Mpa～150Mpa，时间为20min～120min。
(7)等静压后的生坯，双面覆铜板，进行热压烧结，烧结温度为180℃～230℃，压力为2Mpa～6Mpa，时间为2h～10h。
发明前后不同材料组分制备的覆铜板参数测试数据如表1所示。
表1发明前后不同材料组分制备覆铜板参数测试数据表
综上所述，本发明通过陶瓷/玻纤填充碳氢树脂，制备生瓷带、再使用等静压的方式对生瓷带致密度进行提升，在10Ghz下，所述覆铜板的介电常数为3.2～4.8，损耗为0.0014～0.0021；在-45℃～125℃下，所述覆铜板的介电常数温度系数为24ppm/℃～35ppm/℃；在25℃～160℃下，所述覆铜板的热膨胀系数为17ppm/℃～18ppm/℃。覆铜板综合性能实现了整体提升，解决了传统工艺制备覆铜板综合性能不佳的问题。
最后应说明的是：上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，本发明包括但不限于以上实施例，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡符合本发明要求的实施方案均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
（1）表面改性：使用硅烷偶联剂对陶瓷填料、短切玻璃纤维进行表面改性；
（2）材料称量：将改性好的陶瓷填料、短切玻璃纤维与碳氢树脂、固化剂、抗氧剂、溶剂按一定的比例称量；
（3）浆料制备：使用高速搅拌或滚磨的方式制备混合浆料；
（4）生瓷片制备：将混合浆料采用流延成型或者刮涂的方式制备生瓷片；
（5）生瓷片叠层与双面覆PET膜：将制备的生瓷片按需求厚度进行叠层，叠层完成后，双面覆PET膜，置于表面光洁的钢板上，装入真空铝塑带中，使用真空塑封设备进行真空包装；
（6）高温等静压：将真空包装好的生瓷片放入等静压机中，进行高温等静压；
（7）双面覆铜箔：等静压完成后，形成生坯，拆封铝塑带，取出生坯，对生坯双面覆铜箔；
（8）层压烧结：对双面覆铜箔的生坯进行层压烧结。
2.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH570、A-150、A-172、A-188、Y-5712中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，所述陶瓷填料为SiO2、TiO2、SrTiO3、CaTiO3中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，所述碳氢树脂为聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物、聚异戊二烯、三元乙丙橡胶中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，所述固化剂为三烯丙基异氰脲酸酯、双叔丁基过氧二异丙苯或二叔丁基过氧化物。
6.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为MD-697、MD1024、B225中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯、二甲苯、环己烷、酒精中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于，具体工艺如下：
（1）使用硅烷偶联剂对陶瓷填料及短切玻璃纤维进行表面处理，硅烷偶联剂用量为陶瓷填料、短切玻纤质量的0.3wt%～3wt%；
（2）各种原材料组分按重量分配：40份～60份陶瓷填料、1份～5份短切玻璃纤维，树脂为6～15份，抗氧剂0.01份～1份，固化剂为0.2份～1份，溶剂为35份～50份；
（3）称量好的材料，使用滚磨方式进行混料，转速为20r/min～50r/min，时间为2h～4h；
（4）采用流延方式制备生瓷带，流延速度为0.5m/min～2m/min，烘干温度为50℃～80℃；
（5）流延膜片裁剪后进行脱模，脱模完成后进行叠层，真空包装；
（6）真空包装后，进行高温等静压，等静压温度为50℃～75℃，压力为50Mpa～150Mpa；
（7）等静压后的生坯，双面覆铜板，进行热压烧结，烧结温度为180℃～230℃，压力为2Mpa～6Mpa。
9.如权利要求1-7之一所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于：在10Ghz下，所述覆铜板的介电常数为3.2～4.8，损耗为0.0014～0.0021。
10.如权利要求1所述的一种高热稳定性覆铜板制备方法，其特征在于：在-45℃～125℃下，所述覆铜板的介电常数温度系数为24ppm/℃～35ppm/℃；在25℃～160℃下，所述覆铜板的热膨胀系数为17ppm/℃～18ppm/℃。
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