CN117341319A - 一种低介电ptfe高频覆铜板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低介电PTFE高频覆铜板及其制备方法，制备方法包括以下步骤：S1.将超细短玻纤、硅胶、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；S2.将步骤S1所得玻纤毡退浆处理20‑60分钟，得到预处理玻纤毡；S3.将PTFE膜与步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，350‑400℃下压合5‑12小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。本发明提供的低介电PTFE高频覆铜板具有较好的介电性能和刚性。
Description
技术领域
本发明涉及一种覆铜板，特别是涉及一种低介电PTFE高频覆铜板及其制备方法。
背景技术
目前，国内外的玻纤填充的PTFE高频覆铜板主要有两种制作方式：第一种方式是直接使用玻纤纱编织的电子级玻纤布浸渍PTFE乳液后烘烤、压合而成；第二种方式是在PTFE乳液中加入随机短玻纤，混合均匀后经过上胶烘烤、压合而成。第一种方式是直接使用玻纤布，由于经纬纱的作用造成材料有方向性，不利于高频信号的传输；第二种方式是短玻纤在PTFE乳液中彼此之间没有交联，造成材料本身的刚性不足，容易变形，在PCB的加工过程中会出现翘起、卷曲的问题，加工性较差。
中国专利申请CN201510782353.6公开了“一种PTFE覆铜板的制备方法”，包括如下步骤：a、胶布制作：用聚四氟乙烯分散液对玻纤布进行浸渍后经干燥烘烤制作成胶布；b、介质层胚料的制作：将a步骤制作的胶布进行预组合，制作成介质层胚料；c、产品生料叠配制作：将b步骤制作的介质层胚料进行配铜箔或金属基，叠BOOK制作成产品生料；d、PTFE覆铜板成品的热压复合制作：将c步骤制作的产品生料在一定的真空度下以一定的温度、压力和时间进行热压复合制作成PTFE覆铜板成品。该发明属于前述的第一种方式，同样存在介电性能不佳的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低介电PTFE高频覆铜板及其制备方法，所述低介电PTFE高频覆铜板具有较好的介电性能和刚性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
S1.将超细短玻纤、硅胶、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；其中，硅胶的作用主要是使每根超细短玻纤之间搭接起来，形成一个网络交织结构；淀粉的作用是将超细短玻纤包裹住，保护其在生产过程中不会发生摩擦断裂；该玻纤毡通过原丝之间相互的交搭力学连锁作用以及少量粘结剂粘合而成，密度为5-20克/平方米，厚度为0.01-0.05毫米，具有耐冲刷、覆模性好、机械强度高、易排出气泡等优点；
S2.将步骤S1所得玻纤毡退浆处理20-60分钟，得到预处理玻纤毡；该步骤是将玻纤毡内部的淀粉浆料通过退浆处理去除而得到不含浆料的纯玻纤的玻纤毡；
S3.将PTFE膜与步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；
S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，350-400℃下压合5-12小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。
进一步地，本发明所述步骤S1中，超细短玻纤的直径为3-15μm，长度为1-5mm。选用3-15μm、长度1-5mm的超细短玻纤是为了在高温压合工序中与PTFE树脂能充分地渗透紧密结合，不产生界面缝隙。
进一步地，本发明所述步骤S1中，硅胶为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，本发明所述步骤S1中，超细短玻纤、硅胶、淀粉、去离子水的重量比为(10-25):(2-10):(3-10):(55-85)。
进一步地，本发明所述步骤S2中，退浆处理的温度为350-450℃。
进一步地，本发明所述步骤S4中，压合时的压力为3-9MPa。
本发明还提供了上述制备方法得到的低介电PTFE高频覆铜板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的低介电PTFE高频覆铜板信号线是水平方向传输，玻纤毡中的超细短玻纤呈无序分布，与编织的玻纤布相比，本发明使用的玻纤毡没有方向性，保证了信号传输各向同性的特点。
(2)本发明在板材结构上，玻纤毡均匀分布于各个层里面，超细短玻纤之间的相互交搭力学连锁作用大大增加了板材的刚性，能有效避免板材在PCB加工过程中因刚性不足而导致的翘起、卷曲现象。
(3)本发明制备方法中玻纤毡在使用前需先去除里面的浆料、粘合剂，以保证板材的介电损耗，但如果浆料全部去除则玻纤毡会变得很脆，因此需要保留1-5％的浆料以保证玻纤毡的强度，相应地退浆的工艺条件显得尤为重要，对此本发明优选退浆温度为350-450℃，退浆时间为20-60分钟，可满足前述要求。
(4)本发明制备方法的高温压合过程中，PTFE会熔融流动，均匀渗透到玻纤毡内部与玻纤紧密结合，通过充分地熔化流动渗透，玻纤毡能与PTFE达到完全无缝结合的状态，从而保证板材的性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
按照以下步骤制备低介电PTFE高频覆铜板：
S1.按照15:5:5:75的重量比，将直径为10μm、长度为4mm的超细短玻纤、聚二甲基硅氧烷、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；
S2.将步骤S1所得玻纤毡400℃下退浆处理40分钟，得到预处理玻纤毡；
S3.将4张PTFE膜与3张步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；
S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，5MPa、360℃下压合8小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。
实施例2
按照以下步骤制备低介电PTFE高频覆铜板：
S1.按照10:2:3:55的重量比，将直径为3μm、长度为1mm的超细短玻纤、聚二甲基硅氧烷、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；
S2.将步骤S1所得玻纤毡350℃下退浆处理60分钟，得到预处理玻纤毡；
S3.将4张PTFE膜与3张步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；
S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，3MPa、400℃下压合5小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。
实施例3
按照以下步骤制备低介电PTFE高频覆铜板：
S1.按照25:10:10:85的重量比，将直径为15μm、长度为5mm的超细短玻纤、聚二甲基硅氧烷、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；
S2.将步骤S1所得玻纤毡450℃下退浆处理20分钟，得到预处理玻纤毡；
S3.将6张PTFE膜与5张步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；
S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，9MPa、350℃下压合12小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。
实施例4
按照以下步骤制备低介电PTFE高频覆铜板：
S1.按照21:9:6:80的重量比，将直径为10μm、长度为2mm的超细短玻纤、聚二甲基硅氧烷、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；
S2.将步骤S1所得玻纤毡420℃下退浆处理30分钟，得到预处理玻纤毡；
S3.将6张PTFE膜与5张步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；
S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，6MPa、380℃下压合6小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。
对比例
与实施例1不同的是不包括S2，步骤S3中使用的步骤S2所得预处理玻纤毡替换为步骤S1所得玻纤毡，即玻纤毡在使用前不进行退浆理。
实验例：性能测试
将实施例1-4以及对比例1制得的低介电PTFE高频覆铜板进行性能测试，测试结果如表1所示。
介电性能测试的测试仪器为矢量网络分析仪，测试标准参考IPC-TM-650标准，测试方法为分裂式谐振腔法，测试条件为室温，谐振频率10GHz。
热冲击性能测试的测试标准参考GB/T 15727-1995标准，测试条件为288℃，10s，6次。
剥离性能测试的测试仪器为铜箔抗剥强度测试仪，测试标准参考IPC-TM-650标准，测试条件为速度25mm/min，跨距50mm，样品尺寸90mm×120mm。
翘曲度测试的测试标准参考IPC-TM-650标准。
表1
从表1可以看出，实施例1-4的介电性能、热冲击性能、剥离强度均较好，翘曲度较小，表明刚性也较好。对比例的制备步骤与实施例1不同，与实施例1相比，对比例的热冲击性能、剥离强度、翘曲度相差无几，而介电性能明显不如实施例1，说明本发明采用的退浆处理能有效提高覆铜板的介电性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将超细短玻纤、硅胶、淀粉分散于去离子水中，混合均匀后通过模具真空吸滤制成纤维毡湿坯，将纤维毡湿坯120℃下烘干得到玻纤毡；
S2.将步骤S1所得玻纤毡退浆处理20-60分钟，得到预处理玻纤毡；
S3.将PTFE膜与步骤S2所得预处理玻纤毡上下交错叠合，即相邻两张PTFE膜之间设有一张步骤S2所得预处理玻纤毡，相邻两张步骤S2所得预处理玻纤毡之间设有一张PTFE膜，位于最上方和最下方的均为PTFE膜，然后在最上方的PTFE膜表面覆一张铜箔，得到叠合片；
S4.将步骤S3所得叠合片置于高温压机中，350-400℃下压合5-12小时，得到低介电PTFE高频覆铜板。
2.根据权利要求1所述的一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，超细短玻纤的直径为3-15μm，长度为1-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，硅胶为聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，超细短玻纤、硅胶、淀粉、去离子水的重量比为(10-25):(2-10):(3-10):(55-85)。
5.根据权利要求1所述的一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，退浆处理的温度为350-450℃。
6.根据权利要求1所述的一种低介电PTFE高频覆铜板的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，压合时的压力为3-9MPa。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的制备方法得到的低介电PTFE高频覆铜板。
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| CN202311488855.9A Pending CN117341319A (zh) | 2023-11-09 | 2023-11-09 | 一种低介电ptfe高频覆铜板及其制备方法 |
Country Status (1)
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-
2023
- 2023-11-09 CN CN202311488855.9A patent/CN117341319A/zh active Pending
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