CN104908400B - 一种高频特性覆铜板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高频特性覆铜板的制作方法，其包括以下步骤：1）杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物制备，2）胶液制作，3）半固化片制作，4）覆铜板制作。本发明通过杂奈联苯聚芳醚对环氧树脂的改性，其制得的杂奈联苯聚芳醚树脂基高频覆铜板，克服了现有高频板材的一些不足，例如：吸潮性高、加工性能差、耐冲击性差、价格昂贵等问题，除此之外，本发明所制得的高频覆铜板还具有如下特性：①优良的介电性能，且具有高玻璃转换温度，②优异的力学性能和尺寸稳定性，③极佳的耐热性能，④良好的加工性，⑤优良的阻燃性能。本发明的高频覆铜板能够较好的满足制作高频、高速、高性能线路板的需求。
Description
技术领域
本发明涉及覆铜板技术领域，具体涉及一种高频特性覆铜板的制作方法。
背景技术
随着电子信息产业的不断发展，现如今，计算机、移动通信与网络等对生活每个角落的渗透，使得人类社会正稳步朝高度信息化方向迈进，信息处理与信息通讯构成高度信息化科学技术领域发展中的两大技术支柱。以高水平的电子计算机为主体的信息处理技术，所追求的是信息处理的高速化、记忆容量的增大化以及体积的小型化；另一方面，在信息通讯技术方面，为确保其不断增加的通讯容量，通讯方式由模拟信号向数字化信号发展，以手机、卫星通讯及蓝牙技术等为代表的移动通信，为了增加通道数，实现高性能化和多功能化，使用频率从传统1GHz发展至2GHz、3GHz、6GHz及更高、超高频率。
覆铜板作为电子元器件重要组成部分，所以具备优异的高频特性覆铜板材料得到广泛应用；同时，由于高频覆铜板材料在航空、航天等高科技领域的应用，使得对其性能的要求也越来越高，其主要体现在：介电常数和介质损耗、受热稳定性、优异的力学性能、良好的加工性等方面。
然而近年来国内外发展起来的高频覆铜板，比如聚酰亚胺树脂基覆铜板、聚四氟乙烯覆铜板、聚苯醚树脂基覆铜板等已经应用于高性能PCB，但它们都有各自的缺点；例如：聚酰亚胺材料的吸潮性高，聚四氟乙烯材料玻璃转换温度低、加工性能差、价格昂贵，聚苯醚材料较脆、PCB加工性能差等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种客服现有技术缺点，性能优异，满足制作高频高速线路板要求的高频特性覆铜板的制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高频特性覆铜板的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
1)胶液制作：将重量份为25～35份的二氨基二苯砜(DDS)固化剂和重量份为0.05～0.1份的咪唑类固化促进剂加入溶解槽中，再加入重量份为35～50份的溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和咪唑类固化促进剂完全溶解后，将其加入至盛有重量份为130～150份杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入重量份为15～25份的二氧化硅、15～25份的氢氧化铝和重量份为3～5份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；
2)半固化片制作：用NE-玻纤布作为增强材料浸以上述步骤1)制得的胶液，再经烘箱烘干，烘箱温度150～170℃烘干时间4～7分钟，即制得半固化片；
3)覆铜板制作：将上述步骤2)中制得的半固化片整齐叠合，双面或单面覆以铜箔，铜箔厚度9μm～70μm，再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟。
所述步骤1)中的杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物制备方法为：先将重量份为100～120份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为20～30份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为10～15份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时后，即制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物。
所述咪唑类固化促进剂为二甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种以上。
所述溶剂为丙酮、丁酮中的一种以上。
所述步骤1)中的二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm。
所述步骤2)制得的半固化片固体含量为40％～50％，凝胶化时间为100～130s，树脂流动度为15％～25％。
所述的胶液固体含量为55％～75％，凝胶化时间为200～300s。
双酚A型双官能酚醛环氧树脂有较好的树脂流动性，力学性能，且成本相对较低，主要做合成基体使用，环氧值为0.51g/mol；其化学结构及组成为：
杂奈联苯聚芳醚是一种含二氮杂奈结构的共聚醚砜，它是由双酚单体和联苯二酚与二氯二笨砜共聚所制得的一种高性能热塑型树脂，通过对其的引入，能有效的增加DDS固化产物的韧性，且它作为一种高性能树脂，具有非常好的耐热性，通过使用DDS固化体系后其制品玻璃转换温度(Tg)可以达到250℃以上，同时还具有较高的力学性能和较低的介电常数，但不适添加过多，过多会导致配备胶液粘度大。其化学结构及组成为：
双酚A型氰酸脂树脂具有良好的热稳定性、耐湿性、极低的膨胀系数和极低的介电常数、介质损耗，通过对其的使用能有效降低制品的介电常数和介质损耗。其化学结构及组成：
二氨基二笨砜(DDS)是一种芳香族胺类固化剂，通过其固化的固化物具有较高的玻璃转换温度以及极好的耐热性和力学性能，适用于高性能环氧树脂中做固化剂。其化学结构为：
选用粒径纳米级二氧化硅和氢氧化铝作为填充料，不但可以适当降低一定配料成本，还能对固化物的韧性、热膨胀与收缩、耐热性有所改善。
硅烷偶联剂选用柔性长链结构的硅烷偶联剂，通过对其的添加，能有效改善填料的分散性，且能增强玻纤布与胶液结合力度。同时由于柔性长链的存在，适当降低了复合材料中填料表面层的化学键合密度，当复合材料受到外界冲击时，填料表面包裹的柔性链能很好的吸收冲击能量。这样就改善了复合材料的冲击强度，减少了应力开裂。
本发明采用以上技术方案，通过杂奈联苯聚芳醚对环氧树脂的改性，其制得的杂奈联苯聚芳醚树脂基高频覆铜板，除了具有市场上一些高频板材的电气性能、绝缘性能等基本性能外，还克服了这些高频板材的一些不足，例如：吸潮性高、加工性能差、耐冲击性差、价格昂贵等问题。除此之外，本发明所制得的高频覆铜板还具有如下特性：①优良的介电性能(DK值≤3.4)，且具有高玻璃转换温度(Tg≥250℃)，②优异的力学性能和尺寸稳定性，③极佳的耐热性能，④良好的加工性，⑤优良的阻燃性能。本发明的高频覆铜板能够较好的满足制作高频、高速、高性能线路板的需求。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种高频特性覆铜板的制作方法，其包括以下步骤：
1、先将重量份为100份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为22份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为10份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时，制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物。
2、取30重量份的二氨基二苯砜(DDS)固化剂和0.09重量份的二甲基咪唑固化促进剂加入溶解槽中，再加入35重量份的丙酮作溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和二甲基咪唑完全溶解后，将其加入至盛有130重量份的杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入20重量份的二氧化硅、20重量份的氢氧化铝和3.5重量份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；所述二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm，所述的胶液固体含量为55％，凝胶化时间为225s。
3、使用NE-玻纤布作为增强材料，浸以上述步骤2制得的胶液，经烘箱150～170℃烘4～7分钟，制得半固化片，所述半固化片固体含量为45％，凝胶化时间为120s，树脂流动度为17％。
4、取1片上述步骤3制备好的半固化片，整齐叠合，双面覆以35μm的铜箔，然后再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟；制得的覆铜板测试数据见下表1。
实施例2
一种高频特性覆铜板的制作方法，其包括以下步骤：
1、先将重量份为105份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为27份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为12份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时，制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物。
2、取33重量份的二氨基二苯砜(DDS)固化剂和0.06重量份的2-乙基咪唑固化促进剂加入溶解槽中，再加入40重量份的丁酮作溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和2-乙基咪唑完全溶解后，将其加入至盛有135重量份的杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入15重量份的二氧化硅、23重量份的氢氧化铝和3重量份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；所述二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm，所述的胶液固体含量为60％，凝胶化时间为200s。
3、使用NE-玻纤布作为增强材料，浸以上述步骤2制得的胶液，经烘箱150～170℃烘4～7分钟，制得半固化片，所述半固化片固体含量为40％，凝胶化时间为100s，树脂流动度为15％。
4、取1片上述步骤3制备好的半固化片，整齐叠合，单面覆以70μm的铜箔，然后再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟；制得的覆铜板测试数据见下表1。
实施例3
一种高频特性覆铜板的制作方法，其包括以下步骤：
1、先将重量份为110份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为20份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为15份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时，制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物。
2、取27重量份的二氨基二苯砜(DDS)固化剂和0.075重量份的二甲基咪唑固化促进剂加入溶解槽中，再加入45重量份的丙酮作溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和二甲基咪唑完全溶解后，将其加入至盛有140重量份的杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入23重量份的二氧化硅、17重量份的氢氧化铝和4.5重量份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；所述二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm，所述的胶液固体含量为65％，凝胶化时间为275s。
3、使用NE-玻纤布作为增强材料，浸以上述步骤2制得的胶液，经烘箱150～170℃烘4～7分钟，制得半固化片，所述半固化片固体含量为47％，凝胶化时间为125s，树脂流动度为20％。
4、取1片上述步骤3制备好的半固化片，整齐叠合，双面覆以50μm的铜箔，然后再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟；制得的覆铜板测试数据见下表1。
实施例4
一种高频特性覆铜板的制作方法，其包括以下步骤：
1、先将重量份为115份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为30份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为14份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时，制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物。
2、取35重量份的二氨基二苯砜(DDS)固化剂和0.1重量份的2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂加入溶解槽中，再加入45重量份的丁酮作溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和2-乙基-4-甲基咪唑完全溶解后，将其加入至盛有145重量份的杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入25重量份的二氧化硅、25重量份的氢氧化铝和5重量份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；所述二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm，所述的胶液固体含量为70％，凝胶化时间为250s。
3、使用NE-玻纤布作为增强材料，浸以上述步骤2制得的胶液，经烘箱150～170℃烘4～7分钟，制得半固化片，所述半固化片固体含量为45％，凝胶化时间为115s，树脂流动度为25％。
4、取1片上述步骤3制备好的半固化片，整齐叠合，双面覆以20μm的铜箔，然后再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟；制得的覆铜板测试数据见下表1。
实施例5
一种高频特性覆铜板的制作方法，其包括以下步骤：
1、先将重量份为120份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为25份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为11份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时，制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物。
2、取25重量份的二氨基二苯砜(DDS)固化剂和0.05重量份的2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂加入溶解槽中，再加入50重量份的丙酮作溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和2-乙基-4-甲基咪唑完全溶解后，将其加入至盛有150重量份的杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入17重量份的二氧化硅、15重量份的氢氧化铝和4重量份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；所述二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm，所述的胶液固体含量为75％，凝胶化时间为300s。
3、使用NE-玻纤布作为增强材料，浸以上述步骤2制得的胶液，经烘箱150～170℃烘4～7分钟，制得半固化片，所述半固化片固体含量为50％，凝胶化时间为130s，树脂流动度为23％。
4、取1片上述步骤3制备好的半固化片，整齐叠合，双面覆以9μm的铜箔，然后再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟；制得的覆铜板测试数据见下表1。
表1：
由上表可知，本发明所制得的高频覆铜板还具有如下特性：①优良的介电性能(DK值≤3.4)，且具有高玻璃转换温度(Tg≥250℃)，②优异的力学性能和尺寸稳定性，③极佳的耐热性能，④良好的加工性，⑤优良的阻燃性能。本发明的高频覆铜板能够较好的满足制作高频、高速、高性能线路板的需求。
Claims (6)
1.一种高频特性覆铜板的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：
1）胶液制作：将重量份为100～120份的双酚A型双官能酚醛环氧树脂和重量份为20～30份的双酚A型氰酸酯树脂加入反应釜中，再加入重量份为10～15份的杂奈联苯聚芳醚，杂奈联苯聚芳醚添加前先用二甲基甲酰胺将其溶解，然后将反应釜温度加热至100℃左右，均匀搅拌3小时后，制得杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物，将重量份为25～35份的二氨基二苯砜固化剂和重量份为0.05～0.1份的咪唑类固化促进剂加入溶解槽中，再加入重量份为35～50份的溶剂，搅拌至二氨基二苯砜和咪唑类固化促进剂完全溶解后，将其加入至盛有重量份为130～150份杂奈联苯聚芳醚/环氧树脂共混物的反应釜中，搅拌2小时，再加入重量份为15～25份的二氧化硅、15～25份的氢氧化铝和重量份为3～5份的硅烷偶联剂，均匀搅拌3小时后即制得胶液；
2）半固化片制作：用NE-玻纤布作为增强材料浸以上述步骤1）制得的胶液，再经烘箱烘干，烘箱温度150～170℃烘干时间4～7分钟，即制得半固化片；
3）覆铜板制作：将上述步骤2）中制得的半固化片整齐叠合，双面或单面覆以铜箔，铜箔厚度9μm～70μm，再将其放置在两块镜面钢板中间，经真空压热压机热压成型得到所述的覆铜板，热压条件为温度190～210℃，压力25～30Kg/cm2,时间100～120分钟。
2.根据权利要求1所述的一种高频特性覆铜板的制作方法，其特征在于：所述咪唑类固化促进剂为二甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种高频特性覆铜板的制作方法，其特征在于：所述溶剂为丙酮、丁酮中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种高频特性覆铜板的制作方法，其特征在于：所述步骤1）中的二氧化硅和氢氧化铝的粒径为200～700nm。
5.根据权利要求1所述的一种高频特性覆铜板的制作方法，其特征在于：所述步骤2）制得的半固化片固体含量为40%～50%，凝胶化时间为100～130s，树脂流动度为15%～25%。
6.根据权利要求1所述的一种高频特性覆铜板的制作方法，其特征在于：所述的胶液固体含量为55%～75%，凝胶化时间为200～300s。
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