專利名稱：高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法。由本發(fā)明所制備的聚四氟乙烯覆銅板具有優(yōu)異的電性能、耐熱性能及機(jī)械性能。
背景技術(shù)：
高頻高性能基板材料已成為覆銅板業(yè)界發(fā)展的前沿技術(shù)，通信產(chǎn)品、信息電子產(chǎn)品逐漸向著高頻、高速度化方向發(fā)展，這類產(chǎn)品的制造技術(shù)進(jìn)入全新的變革之中，傳統(tǒng)的基板材料被高速化、高可靠性基板代替，其市場(chǎng)需求迅速增長(zhǎng)。高頻高性能聚四氟乙烯覆銅板將有很大的市場(chǎng)。聚四氟乙烯具有優(yōu)良的電氣性能，耐化學(xué)腐蝕，耐熱，使用溫度范圍廣，吸水性低，高頻率范圍內(nèi)介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子變化少，因此聚四氟乙烯非常適用于作為高速數(shù)字化和高頻微波線路板的基體樹(shù)脂。但純聚四氟乙烯有相對(duì)高的熱膨脹系數(shù)，未增強(qiáng)的聚四氟乙烯介電材料的熱膨脹系數(shù)與銅箔的熱膨脹系數(shù)相差大，制成的線路板產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性差；聚四氟乙烯質(zhì)地柔軟，未增強(qiáng)聚四氟乙烯覆銅板產(chǎn)品抗彎強(qiáng)度小、機(jī)械性能差；其次聚四氟乙烯與銅箔和增強(qiáng)材料的粘結(jié)性差，剝離強(qiáng)度低。聚四氟乙烯介電材料通常用玻璃纖維、芳綸纖維和陶瓷粉等填充共混改性，陶瓷粉填充增強(qiáng)改性的高頻板雖然有高的硬度、高抗彎強(qiáng)度，但其介電常數(shù)一般大于3.0，難于制得介電常數(shù)小于2.6的產(chǎn)品。芳綸纖維與玻璃纖維相比較，雖然有好的電性能，但芳綸纖維表面與樹(shù)脂的粘結(jié)性能差，芳綸纖維需要經(jīng)非常特殊的表面處理，而且價(jià)格貴。因此，目前國(guó)外已商品化的綜合性能好的高頻聚四氟乙烯覆銅板通用的增強(qiáng)材料是玻璃纖維或者玻璃布。國(guó)產(chǎn)濃縮聚四氟乙烯水分散乳液與國(guó)外濃縮聚四氟乙烯水分散乳液相比較，價(jià)格便宜，但制品性能差。主要是玻璃布浸漬國(guó)產(chǎn)聚四氟乙烯乳液，經(jīng)干燥、燒結(jié)后聚四氟乙烯好像浮在玻璃布表面形成一層簿膜，聚四氟乙烯很難滲透到玻璃布纖維束內(nèi)，樹(shù)脂與玻璃布的粘結(jié)力小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種新型高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法。由本發(fā)明所制備的聚四氟乙烯覆銅板具有優(yōu)異的電性能、耐熱性能及機(jī)械性能，克服了聚四氟乙烯與銅箔和增強(qiáng)材料的粘結(jié)性差、聚四氟乙烯覆銅板產(chǎn)品抗彎強(qiáng)度小、剝離強(qiáng)度低、機(jī)械性能差的缺點(diǎn)。由本發(fā)明所制備的聚四氟乙烯覆銅板可用于高頻微波電路。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法，包括如下步驟(1)將5重量份冰醋酸加入到25重量份水中，后加入100重量份芳香族改性氨基硅烷偶聯(lián)劑，在室溫及200～300rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)2～5小時(shí)；加水稀釋至溶液中的偶聯(lián)劑濃度為0.1～0.7％重量，即得到玻璃布表面改性液；(2)將玻璃布浸漬在步驟(1)制得的表面改性液中5～10分鐘；去掉玻璃布外表面的表面改性液，自然風(fēng)干40～60分鐘后，在110～120℃下烘烤40～100分鐘得表面處理過(guò)的玻璃布；(3)將樹(shù)脂濃度為50～60％重量的醚基改性聚四氟乙烯濃縮水分散液與濃度為40～50％重量聚全氟乙丙烯水分散液以重量比為4∶1～1∶4混合，在室溫及5～50rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5～10分鐘，加水稀釋至總樹(shù)脂濃度為30～45％重量；(4)將步驟(2)處理過(guò)玻璃布浸漬在步驟(3)配制的混合液中3～5min，取出玻璃布，在80～95℃干燥5～8min，250～290℃烘焙1～3min；(5)將步驟(4)制得的玻璃布浸漬在樹(shù)脂濃度為50～60％重量的醚基改性聚四氟乙烯水分散乳液中3～5min，取出玻璃布，在80～100℃干燥5～8min，250～290℃烘焙1～3min；350～400℃燒結(jié)3～5分鐘；重復(fù)此步驟直到玻璃布中總樹(shù)脂含量60～75％；
(6)將步驟(5)制得的玻璃布浸漬在濃度為40～50％重量的聚全氟乙丙烯水分散液中3～5min，取出玻璃布，在80～95℃干燥5～8min，250～290℃烘焙1～3min；350～400℃燒結(jié)3～5分鐘；重復(fù)此步驟，直到玻璃布中總樹(shù)脂含量70～80％重量；(7)取步驟(5)制得的預(yù)浸玻璃布若干張作為內(nèi)層，取步驟(6)制得的預(yù)浸玻璃布作為外層，兩面覆以銅箔，以8～12℃/min的加熱速度加熱到300～330℃，再以3～5℃/min的加熱速度加熱到350～370℃，恒定在最高溫度1～3小時(shí)，再以1.5～2.5℃/min的降溫速度降到常溫；同時(shí)在70～90atm壓強(qiáng)下預(yù)壓15～30分鐘，再在20～60atm壓強(qiáng)下保壓至降溫階段，當(dāng)溫度降到320～340℃時(shí)，又把壓強(qiáng)加至70～90atm直到常溫，即得高性能聚四氟乙烯覆銅板。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果(1)本發(fā)明產(chǎn)品使用的樹(shù)脂較易熔融滲透到玻璃纖維束里，降低了預(yù)浸材料的空隙體積，產(chǎn)品具有更低的介質(zhì)損耗因子；(2)本發(fā)明產(chǎn)品使用的樹(shù)脂與玻璃纖維的接觸表面積增大，作用力增強(qiáng)，產(chǎn)品具有更高的抗彎強(qiáng)度，更好的尺寸穩(wěn)定性；(3)本發(fā)明產(chǎn)品使用的共混樹(shù)脂熔融粘度比純聚四氟乙烯熔融粘度低，降低了成型操作溫度和壓力；(4)本發(fā)明產(chǎn)品是采用聚全氟乙丙烯濃縮水分散液?jiǎn)蚊婊螂p面浸漬聚四氟乙烯預(yù)浸材料后，可直接和銅箔進(jìn)行熱壓，避免了聚全氟乙丙烯薄膜的制作，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，而且剝離強(qiáng)度高；(5)本發(fā)明采用國(guó)產(chǎn)氟樹(shù)脂乳液，因而成本較低；(6)本發(fā)明產(chǎn)品避免了傳統(tǒng)聚四氟乙烯覆銅板電性能好，但機(jī)械性能差；或者機(jī)械性能得到了改善，但以降低電性能為代價(jià)，產(chǎn)品具有綜合性能好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1本發(fā)明的新型高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法如下(1)將5重量份冰醋酸加入到25重量份水中，后加入100重量份芳香族改性氨基硅烷偶聯(lián)劑，在室溫及300rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)2小時(shí)；加水稀釋至溶液中的偶聯(lián)劑濃度為0.2％重量，即得到玻璃布表面改性液；(2)將玻璃布浸漬在步驟(1)制得的表面改性液中5分鐘；去掉玻璃布外表面的表面改性液，自然風(fēng)干40分鐘后，在110℃下烘烤80分鐘得表面處理過(guò)的玻璃布；(3)將樹(shù)脂濃度為60％重量的醚基改性聚四氟乙烯濃縮水分散液與濃度為50％重量聚全氟乙丙烯水分散液以重量比為2∶1混合，在室溫及20rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，加水稀釋至總樹(shù)脂濃度為30％重量；(4)將步驟(2)處理過(guò)玻璃布浸漬在步驟(3)配制的混合液中5min，取出玻璃布，在95℃干燥5min，290℃烘焙1min；(5)將步驟(4)制得的玻璃布浸漬在樹(shù)脂濃度為50％重量的醚基改性聚四氟乙烯水分散乳液中3min，取出玻璃布，在95℃干燥5min，290℃烘焙1min；390℃燒結(jié)3分鐘；重復(fù)此步驟直到玻璃布中總樹(shù)脂含量64％；(6)將步驟(5)制得的玻璃布浸漬在濃度為50％重量的聚全氟乙丙烯水分散液中3min，取出玻璃布，在89℃干燥5min，290℃烘焙1min；390℃燒結(jié)3分鐘；重復(fù)此步驟，直到玻璃布中總樹(shù)脂含量80％重量；(7)取步驟(5)制得的預(yù)浸玻璃布1張作為內(nèi)層，取步驟(6)制得的預(yù)浸玻璃布作為外層，兩面覆以厚度為35微米的電解銅箔，以12℃/min的加熱速度加熱到300℃，再以3℃/min的加熱速度加熱到350℃，恒定在最高溫度1.5小時(shí)，再以2℃/min的降溫速度降到常溫；同時(shí)在80atm壓強(qiáng)下預(yù)壓30分鐘，再在25atm壓強(qiáng)下保壓至降溫階段，當(dāng)溫度降到320℃時(shí)，又把壓強(qiáng)加至80atm直到常溫，即得0.37mm厚聚四氟乙烯覆銅板產(chǎn)品。
本實(shí)施例中所用的玻璃布是1080E型布，密度是119×93根/5cm，公稱厚度是0.053mm，單位面積質(zhì)量是46.8g/m2。
實(shí)施例2本發(fā)明的新型高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法如下(1)將5重量份冰醋酸加入到25重量份水中，后加入100重量份芳香族改性氨基硅烷偶聯(lián)劑，在室溫及200rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)4小時(shí)；加水稀釋至溶液中的偶聯(lián)劑濃度為0.6％重量，即得到玻璃布表面改性液；(2)將玻璃布浸漬在步驟(1)制得的表面改性液中8分鐘；去掉玻璃布外表面的表面改性液，自然風(fēng)干50分鐘后，在120℃下烘烤100分鐘得表面處理過(guò)的玻璃布；(3)將樹(shù)脂濃度為50％重量的醚基改性聚四氟乙烯濃縮水分散液與濃度為50％重量聚全氟乙丙烯水分散液以重量比為3∶1混合，在室溫及20rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，加水稀釋至總樹(shù)脂濃度為35％重量；(4)將步驟(2)處理過(guò)玻璃布浸漬在步驟(3)配制的混合液中3min，取出玻璃布，在95℃干燥6min，280℃烘焙2min；(5)將步驟(4)制得的玻璃布浸漬在樹(shù)脂濃度為55％重量的醚基改性聚四氟乙烯水分散乳液中2min，取出玻璃布，在85℃干燥6min，280℃烘焙2min；380℃燒結(jié)4分鐘；重復(fù)此步驟直到玻璃布中總樹(shù)脂含量73％；(6)將步驟(5)制得的玻璃布浸漬在濃度為40％重量的聚全氟乙丙烯水分散液中3min，取出玻璃布，在85℃干燥6min，280℃烘焙2min；380℃燒結(jié)4分鐘；重復(fù)此步驟，直到玻璃布中總樹(shù)脂含量75％重量；(7)取步驟(5)制得的預(yù)浸玻璃布18張作為內(nèi)層，取步驟(6)制得的預(yù)浸玻璃布作為外層，兩面覆以厚度為35微米的電解銅箔，以10℃/min的加熱速度加熱到300℃，再以2℃/min的加熱速度加熱到360℃，恒定在最高溫度2小時(shí)，再以1.6℃/min的降溫速度降到常溫；同時(shí)在90atm壓強(qiáng)下預(yù)壓30分鐘，再在40atm壓強(qiáng)下保壓至降溫階段，當(dāng)溫度降到320℃時(shí)，又把壓強(qiáng)加至90atm直到常溫，即得1.72mm厚聚四氟乙烯覆銅板產(chǎn)品。
本實(shí)施例中所用的玻璃布是1080E型布，密度是119×93根/5cm，公稱厚度是0.053mm，單位面積質(zhì)量是46.8g/m2。
實(shí)施例3本發(fā)明的新型高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法如下(1)將5重量份冰醋酸加入到25重量份水中，后加入100重量份芳香族改性氨基硅烷偶聯(lián)劑，在室溫及200rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)3小時(shí)；加水稀釋至溶液中的偶聯(lián)劑濃度為0.5％重量，即得到玻璃布表面改性液；(2)將玻璃布浸漬在步驟(1)制得的表面改性液中6分鐘；去掉玻璃布外表面的表面改性液，自然風(fēng)干40分鐘后，在110℃下烘烤120分鐘得表面處理過(guò)的玻璃布；(3)將樹(shù)脂濃度為55％重量的醚基改性聚四氟乙烯濃縮水分散液與濃度為50％重量聚全氟乙丙烯水分散液以重量比為2∶1混合，在室溫及20rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，加水稀釋至總樹(shù)脂濃度為40％重量；(4)將步驟(2)處理過(guò)玻璃布浸漬在步驟(3)配制的混合液中3min，取出玻璃布，在80℃干燥7min，270℃烘焙3min；(5)將步驟(4)制得的玻璃布浸漬在樹(shù)脂濃度為60％重量的醚基改性聚四氟乙烯水分散乳液中2min，取出玻璃布，在80℃干燥7min，270℃烘焙3min；385℃燒結(jié)3分鐘；重復(fù)此步驟直到玻璃布中總樹(shù)脂含量74％；(6)將步驟(5)制得的玻璃布浸漬在濃度為50％重量的聚全氟乙丙烯水分散液中3min，取出玻璃布，在80℃干燥7min，270℃烘焙3min；385℃燒結(jié)3分鐘；重復(fù)此步驟，直到玻璃布中總樹(shù)脂含量78％重量；
(7)取步驟(5)制得的預(yù)浸玻璃布8張作為內(nèi)層，取步驟(6)制得的預(yù)浸玻璃布作為外層，兩面覆以厚度為35微米的電解銅箔，以10℃/min的加熱速度加熱到300℃，再以2℃/min的加熱速度加熱到355℃，恒定在最高溫度1.5小時(shí)，再以1.8℃/min的降溫速度降到常溫；同時(shí)在85atm壓強(qiáng)下預(yù)壓35分鐘，再在35atm壓強(qiáng)下保壓至降溫階段，當(dāng)溫度降到320℃時(shí)，又把壓強(qiáng)加至85atm直到常溫，即得0.85mm厚聚四氟乙烯覆銅板產(chǎn)品。
本實(shí)施例中所用的玻璃布是1080E型布，密度是119×93根/5cm，公稱厚度是0.053mm，單位面積質(zhì)量是46.8g/m2。
表1為實(shí)施例1所制備的產(chǎn)品的主要性能參數(shù)表1

表2為實(shí)施例2所制備的產(chǎn)品的主要性能參數(shù)表2

表3為實(shí)施例3所制備的產(chǎn)品的主要性能參數(shù)表3

如上發(fā)明實(shí)施3例，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
由上述表1，表2及表3可知道，由本發(fā)明所制備得到的聚四氟乙烯覆銅板具有優(yōu)異的電性能、耐熱性能及機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將5重量份冰醋酸加入到25重量份水中，后加入100重量份芳香族改性氨基硅烷偶聯(lián)劑，在室溫及200～300rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)2～5小時(shí)；加水稀釋至溶液中的偶聯(lián)劑濃度為0.1～0.7％重量，即得到玻璃布表面改性液；(2)將玻璃布浸漬在步驟(1)制得的表面改性液中5～10分鐘；去掉玻璃布外表面的表面改性液，自然風(fēng)干40～60分鐘后，在110～120℃下烘烤40～100分鐘得表面處理過(guò)的玻璃布；(3)將樹(shù)脂濃度為50～60％重量的醚基改性聚四氟乙烯濃縮水分散液與濃度為40～50％重量聚全氟乙丙烯水分散液以重量比為4∶1～1∶4混合，在室溫及5～50rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5～10分鐘，加水稀釋至總樹(shù)脂濃度為30～45％重量；(4)將步驟(2)處理過(guò)玻璃布浸漬在步驟(3)配制的混合液中3～5min，取出玻璃布，在80～95℃干燥5～8min，250～290℃烘焙1～3min；(5)將步驟(4)制得的玻璃布浸漬在樹(shù)脂濃度為50～60％重量的醚基改性聚四氟乙烯水分散乳液中3～5min，取出玻璃布，在80～100℃干燥5～8min，250～290℃烘焙1～3min；350-400℃燒結(jié)3～5分鐘；重復(fù)此步驟直到玻璃布中總樹(shù)脂含量60～75％；(6)將步驟(5)制得的玻璃布浸漬在濃度為40～50％重量的聚全氟乙丙烯水分散液中3～5min，取出玻璃布，在80～95℃干燥5～8min，250～290℃烘焙1～3min；350～400℃燒結(jié)3～5分鐘；重復(fù)此步驟，直到玻璃布中總樹(shù)脂含量70～80％重量；(7)取步驟(5)制得的預(yù)浸玻璃布若干張作為內(nèi)層，取步驟(6)制得的預(yù)浸玻璃布作為外層，兩面覆以銅箔，以8～12℃/min的加熱速度加熱到300～330℃，再以3～5℃/min的加熱速度加熱到350～370℃，恒定在最高溫度1～3小時(shí)，再以1.5～2.5℃/min的降溫速度降到常溫；同時(shí)在70～90atm壓強(qiáng)下預(yù)壓15～30分鐘，再在20～60atm壓強(qiáng)下保壓至降溫階段，當(dāng)溫度降到320～340℃時(shí)，又把壓強(qiáng)加至70～90atm直到常溫，即得高性能聚四氟乙烯覆銅板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型高性能聚四氟乙烯覆銅板的制備方法。該方法大致包括如下步驟1.內(nèi)層玻璃布的制備；2.外層玻璃布的制備；3.在外層玻璃布兩面覆以銅箔。由本發(fā)明所制備的聚四氟乙烯覆銅板具有優(yōu)異的電性能、耐熱性能及機(jī)械性能，產(chǎn)品具有更高的抗彎強(qiáng)度，更好的尺寸穩(wěn)定性，避免了傳統(tǒng)聚四氟乙烯覆銅板電性能好，但機(jī)械性能差；或者機(jī)械性能得到了改善，但以降低電性能為代價(jià)，產(chǎn)品具有綜合性能好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B32B27/30GK1586876SQ2004100510
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者楊卓如, 胡福田, 文秀芳, 程江, 皮丕輝 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)