CN111957976A - 复合板材的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合板材的制作方法，包含如下步骤：将聚四氟乙烯材料放入至热压装置，并在聚四氟乙烯材料上铺设一层金属粉末；热压装置在至少一方向进行热压，以使金属粉末嵌入聚四氟乙烯材料中融合形成复合板材；将复合板材进行研磨，使复合板材的金属粉末层的表面露出。在加热、加压的条件下将该层金属粉末的各金属颗粒朝聚四氟乙烯材料进行压合后，能于聚四氟乙烯材料中形成由该层金属粉末的各金属颗粒嵌入形成的金属粉末层，进而形成复合板材，且可在该金属粉末层形成导电路径，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面并在聚四氟乙烯材料的表面显露出该导电路径。

Description

复合板材的制作方法
【技术领域】
本发明涉及一种复合板材的制作方法，尤其是指一种通过聚四氟乙烯与金属粉末热压制成复合板材的方法。
【背景技术】
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)俗称铁氟龙，因聚四氟乙烯介质常数小、介质损耗小、击穿电压高的特征，聚四氟乙烯被广泛应用于印刷电路板行业中。然而聚四氟乙烯材料的表面能极低，不易与金属材料粘接，故难以在聚四氟乙烯材料表面形成金属层，用以实现电信号的传输。
目前聚四氟乙烯材料与金属材料之间通常采用的结合方式是：于聚四氟乙烯板材的表面、金属板材的表面分别进行粗化处理，使得两者的表面分别形成若干凹凸部，以增加两者表面的粗糙度，再将聚四氟乙烯板材已粗化的表面和金属板材已粗化的表面相对设置，最后在真空、加热和加压的条件下将两者粗化的表面压合在一起，以形成聚四氟乙烯和金属的复合板材。然而由于聚四氟乙烯板材和金属板材之间需分别先进行粗化处理，该处理方式繁琐，且聚四氟乙烯粗化表面的凹部和金属板材粗化表面的凸部不一定一一相对设置，使得两者之间的结合力降低，进而导致金属板材易从聚四氟乙烯板材的表面剥离。
因此，为克服聚四氟乙烯材料的不粘黏性，以实现聚四氟乙烯材料表面金属化的稳定结构，并改善聚四氟乙烯表面的导电性的问题，有必要通过一种新的制作方法将聚四氟乙烯与金属制成复合板材。
【发明内容】
本发明的创作目的在于提供一种金属与聚四氟乙烯结合更紧密的复合板材的制作方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合板材的制作方法，包含如下步骤：将聚四氟乙烯材料放入至热压装置，并在所述聚四氟乙烯材料上铺设一层金属粉末；所述热压装置在至少一方向进行热压，以使所述金属粉末嵌入所述聚四氟乙烯材料中融合形成复合板材；将所述复合板材进行研磨，使所述复合板材的金属粉末层的表面露出。
进一步地，所述聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯板材或聚四氟乙烯棒或聚四氟乙烯粉末。
进一步地，所述聚四氟乙烯材料的厚度范围为0.1mm至500mm。
进一步地，铺设的一层所述金属粉末，需先与聚四氟乙烯粉末给予充分的混合后再铺设在所述聚四氟乙烯材料上，所述金属粉末、所述聚四氟乙烯粉末以及所述聚四氟乙烯材料热压后共同形成所述复合板材。
进一步地，所述聚四氟乙烯粉末与所述金属粉末的混合方式为干式混粉或湿式混粉，干式混粉包含混入惰性气体作为金属抗氧化之保护，湿式混粉则加入有机溶剂作为混合的介质以减少摩擦生热造成金属氧化的机会。
进一步地，所述聚四氟乙烯粉末与所述金属粉末的体积比为10:90至80:20。
进一步地，所述金属粉末的材质为铁、镍或铜或其合金。
进一步地，所述金属粉末的颗粒的粒径范围为20μm至100μm。
进一步地，一层所述金属粉末以喷涂、刷涂或铺粉的方式铺设在所述聚四氟乙烯材料上。
进一步地，铺设的一层所述金属粉末的厚度范围为0.1mm至0.5mm。
进一步地，所述金属粉末的颗粒的几何形状的相对圆球度为0.45至0.99。
进一步地，所述金属粉末的颗粒的几何形状的相对圆球度小于0.65，以增进对所述聚四氟乙烯材料的锚栓效果。
进一步地，所述热压装置具备60分钟内急速加热和急速冷却的功能。
进一步地，所述热压装置以缸压头进行压制。
进一步地，所述热压装置以连续滚轮进行压制。
进一步地，进行热压的环境内需保持半封闭式正压环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属粉末。
进一步地，进行热压的环境内，以灌入惰性气体来保持其半封闭式正压环境。
进一步地，进行热压的环境内需保持全封闭式负压环境或真空环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属粉末。
进一步地，在所述热压装置上，以两个方向或多个方向实施热压。
进一步地，所述复合板材的厚度范围为0.1mm至500mm。
进一步地，所述复合板材在进行研磨之前须先进行冷却。
进一步地，所述复合板材由所述热压装置提供冷却。
进一步地，所述复合板材上添加聚四氟乙烯涂料覆盖所述金属粉末层，再进行研磨。
进一步地，将所述复合板材放置到真空吸附的磨床，进行研磨。
进一步地，进一步对所述复合板材表面的金属粉末层以化学镀或电镀或真空溅镀进行加厚处理。
进一步地，所述复合板材的表面的金属粉末层在使用前进行隔氧处理。
进一步地，所述金属粉末的颗粒的体积至少超过二分之一嵌入所述聚四氟乙烯材料中。
本发明于聚四氟乙烯材料的表面铺设一层金属粉末，并在热压装置加热、加压的条件下将该层金属粉末朝聚四氟乙烯材料中融合进行压合，以使金属粉末与聚四氟乙烯材料相互结合。其中金属粉末为若干金属颗粒的集合体。由于聚四氟乙烯材料的玻璃化转变(Tg)和聚四氟乙烯材料的熔点(Tm)较常用金属材料的熔点低，可利用金属粉末中硬度大的金属颗粒嵌入至熔融态的聚四氟乙烯中，使得熔融态的聚四氟乙烯包覆金属粉末中的金属颗粒，以形成锚栓现象，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合。且由于金属粉末中的金属颗粒呈固态颗粒状，相较于现有技术中金属板材的粗化表面与聚四氟乙烯板材的粗化表面相互压合的技术方案，金属粉末中的金属颗粒与聚四氟乙烯材料之间的接触面积变大，更有利于金属材料与聚四氟乙烯材料进行结合。且在加热、加压的条件下将该层金属粉末的各金属颗粒朝聚四氟乙烯材料进行压合后，能于聚四氟乙烯材料中形成由该层金属粉末的各金属颗粒嵌入形成的金属粉末层，进而形成复合板材，且可在该金属粉末层形成导电路径。最后为使得该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面以作为导电层使用，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面并在聚四氟乙烯材料的表面显露出该导电路径。且由于聚四氟乙烯材料的介电常数小，使得当金属粉末层传输信号时，作为金属粉末层载体使用的聚四氟乙烯材料可以降低传输时的损耗，以满足在高频领域内的使用，而本发明的聚四氟乙烯材料与金属粉末层之间的结合紧密,可广泛应用于高频线路板或者软排线等领域。
【附图说明】
图1为本发明实施例一的复合板材的制作方法的流程图。
图2为本发明实施例一中的将聚四氟乙烯材料放入至热压装置，并在聚四氟乙烯材料上铺设一层金属粉末的示意图。
图3为本发明实施例一中的热压装置在至少一方向进行热压的初始阶段的示意图；
图4为图3中缸压头继续往下移动到一定位置且部分金属粉末嵌入聚四氟乙烯粉末中融合的示意图；
图5为本发明实施例一中缸压头移动到最终位置，以使金属粉末嵌入聚四氟乙烯材料中融合形成复合板材的示意图。
图6为本发明实施例一中的将复合板材进行研磨，使复合板材的金属粉末层的表面露出的示意图。
图7为本发明实施例二的复合板材的制作方法的流程图。
图8为本发明实施例二中的将聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合得到聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物的示意图。
图9为本发明实施例二中的将聚四氟乙烯材料放入至热压装置，并在聚四氟乙烯材料上铺设一层聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物的示意图。
图10为本发明实施例二中的热压装置在至少一方向进行热压的初始阶段的示意图；
图11为图10中缸压头继续往下移动到一定位置且部分金属粉末嵌入聚四氟乙烯粉末中融合的示意图；
图12为本发明实施例二中缸压头移动到最终位置，以使金属粉末嵌入聚四氟乙烯粉末和聚四氟乙烯材料中融合形成复合板材的示意图。
图13为本发明实施例三通过连续滚轮将金属粉末热压入聚四氟乙烯材料中的示意图。具体实施方式的附图标号说明：
本发明实施例一的附图标号
工作台1 底壁11 侧壁12 容纳腔13
加热机构2 冷却机构3 压制机构4 排气口41
聚四氟乙烯材料5 金属粉末6 金属粉末层7 复合板材8
研磨机构9 真空吸附磨床91 研磨轮92
本发明实施例二的附图标号
Figure BDA0002571559850000051
本发明实施例三的附图标号
工作台1’ 底壁11’ 加热机构2’ 冷却机构3’
压制机构4’ 聚四氟乙烯材料5’ 金属粉末6’ 有界空间7’
【具体实施方式】
为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
由于聚四氟乙烯材料的化学稳定性强、表面能低、不粘附性和高润滑性等特点，使得聚四氟乙烯材料不易于与金属材料粘接，所以为了增大聚四氟乙烯材料与金属材料之间的结合作用力，考虑到聚四氟乙烯材料的玻璃化转变(Tg)和聚四氟乙烯材料的熔点(Tm)较常用金属的熔点低，可利用硬度大的金属颗粒嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料中，使得熔融态的聚四氟乙烯材料包覆金属颗粒，以形成锚栓现象，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合，且由于金属颗粒呈固态颗粒状，使得金属材料与聚四氟乙烯材料之间的接触面积变大，更有利于金属材料与聚四氟乙烯材料进行结合。且由于聚四氟乙烯材料的介电常数小，使得当金属粉末层传输信号时，作为金属粉末层载体使用的聚四氟乙烯材料可以降低传输时的损耗，以满足在高频领域内的使用，而本发明的聚四氟乙烯材料与金属粉末层之间的结合紧密,可广泛应用于高频线路板或者软排线等领域。
为保证金属颗粒最终能于聚四氟乙烯材料的表面形成导电路径，以便于后续作为电路板表面的导电层使用，本发明采用的方式如下：于聚四氟乙烯材料的表面铺设一层金属粉末，金属粉末为若干金属颗粒的集合体，并在真空或全封闭负压或半封闭正压的工作环境中，高温、高压的条件下将该层金属粉末朝熔融态的聚四氟乙烯材料进行压合，使得该层金属粉末的各金属颗粒嵌入聚四氟乙烯材料中后形成金属粉末层，进而形成复合板材，且该金属粉末层中的金属颗粒之间存在相互抵接形成的导电路径。而为使得该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面以作为导电层使用，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保形成该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面并在聚四氟乙烯材料的表面显露出该导电路径。
其中金属粉末层是指该层金属粉末中的各金属颗粒嵌入至聚四氟乙烯材料中后，该层金属粉末中的各金属颗粒在嵌入的方向嵌入至聚四氟乙烯材料中以形成的区域，也即金属粉末层的区域为嵌入至聚四氟乙烯材料最深的金属颗粒至嵌入至聚四氟乙烯材料最浅的金属颗粒之间的区域。且金属粉末层中包含渗入至不同金属颗粒之间的聚四氟乙烯材料。而导电路径是指嵌入至聚四氟乙烯材料中的金属颗粒之间相互抵接形成的电性通路。
本发明使用的金属粉末的材质为铁、镍、铜、铁合金、镍合金或铜合金其中的一种或多种。金属粉末的颗粒可为圆球状或不规则状。金属粉末的颗粒的粒径选自20μm至100μm范围内。金属粉末的颗粒的几何形状的相对圆球度选自0.45至0.99范围内，优选地，金属粉末的颗粒的几何形状的相对圆球度选自0.45至0.65范围内，以增进对与聚四氟乙烯材料之间的锚栓效果。
本发明于聚四氟乙烯材料的表面铺设该层金属粉末的方式可以采用喷涂、刷涂或铺粉的方式，该层金属粉末的厚度选自0.1mm至0.5mm范围内，具体的，是指该层金属粉末沿高度方向堆叠之后在高度方向上的尺寸大小。
本发明使用的聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯板材或聚四氟乙烯棒或聚四氟乙烯粉末的其中一种。聚四氟乙烯材料的厚度选自0.1mm至500mm范围内。当聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯板材时，聚四氟乙烯材料的厚度是指聚四氟乙烯板材在其厚度方向上的尺寸大小。当聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯棒时，聚四氟乙烯材料的厚度是指多根聚四氟乙烯棒沿高度方向堆叠之后，在高度方向上的尺寸大小。当聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯粉末时，聚四氟乙烯材料的厚度是指聚四氟乙烯粉末沿高度方向堆叠之后，在高度方向上的尺寸大小。
该层金属粉末的各金属颗粒嵌入聚四氟乙烯材料中形成金属粉末层，进而形成复合板材后，控制复合板材的厚度在0.1mm至500mm范围内。
其中真空环境是指：工作环境内不存在任何物质。全封闭负压的工作环境是指：不引入工作环境外的气体，而逐步将工作环境中的空气排出，使得工作环境内的气压低于外界大气压，控制环境处于低氧状态，以降低金属粉末被氧化的可能性。半封闭正压的工作环境是指：不断对工作环境输入惰性气体，因工作环境中输入了惰性气体，工作环境中的气压大于外界的大气压，工作环境中的气体会自然排出，利用惰性气体的不断地输入与工作环境中气体的不断输出，以将工作环境内的气体尽量置换成惰性气体，保证工作环境尽量处于低氧状态，降低金属粉末被氧化的可能性。高温条件是指：工作环境内的温度优选自250℃至400℃范围内，使得当聚四氟乙烯材料呈熔融态时，便于该层金属粉末中的金属颗粒嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料中，以形成锚栓现象。高压条件是指：工作环境内，金属粉末和熔融态的聚四氟乙烯材料所受到的压力优选自5Mpa至50Mpa范围内，便于将金属粉末中的金属颗粒嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料中，以形成锚栓现象。
本发明高温、高压的条件是通过热压装置提供的，该热压装置至少包括加热机构和压制机构。
下面结合附图详细描述本发明的具体实施例。
如图1至图6所示，为本发明实施例一的示意图。
如图1和图3所示，本发明实施例一中的热压装置包括工作台1、加热机构2、冷却机构3和压制机构4。具体的，在本实施例中，工作台1包括底壁11、侧壁12以及由底壁11、侧壁12围设形成的容纳腔13，容纳腔13上端设有一开口。加热机构2、冷却机构3设于底壁11和侧壁12中并围设于容纳腔13外，用于为容纳腔13内的物质急速加热和急速降温，且加热机构2能在60min内急速加热至所需温度，冷却机构3能在60min内急速降温至所需温度。具体的，在本实施例中，加热机构2具体为加热板(以下均以该名称进行说明)，冷却机构3具体为冷水排(以下均以该名称进行说明)，且加热板2和冷水排3在容纳腔13的***交替设置。压制机构4为设于容纳腔13上端的一缸压头(以下均以该名称进行说明)，也即缸压头4的底面与底壁11相对，且缸压头4的侧部与侧壁12之间相互抵接，缸压头4用于向下朝容纳腔13内部进行压制。缸压头4还设有一排气口41，该排气口41只用于向外输出气体。在本实施例中，工作环境是指工作台1与缸压头4之间围设形成的空间范围。
如图1和图2所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S1。步骤S1：将聚四氟乙烯材料5放入至热压装置工作台1内的容纳腔13中，使得聚四氟乙烯材料5与底壁11接触，再于聚四氟乙烯材料5的上表面以铺粉的方式铺设一层金属粉末6。该层金属粉末6的厚度选自0.1mm至0.5mm范围内的某一厚度，该层金属粉末6的金属颗粒的粒径大小不一或粒径均一，且该粒径大小选自20μm至100μm范围内，该层金属粉末6的金属颗粒的几何形状的相对圆球度大小不一或相对圆球度均一，且该相对圆球度选自0.45至0.99范围内。
具体的，在本实施例中，聚四氟乙烯材料5为聚四氟乙烯板材，该聚四氟乙烯板材的厚度选自0.1mm至500mm范围内的某一厚度。在别的实施例中，聚四氟乙烯材料5还可以为聚四氟乙烯棒或聚四氟乙烯粉末，而多根聚四氟乙烯棒或聚四氟乙烯粉末铺设于底壁11上方。
具体的，在本实施例中，金属粉末6为铜粉末，在别的实施例中，金属粉末6可以为铁粉末、镍粉末、铜合金粉末、铁合金粉末或镍合金粉末。
在别的实施例中，金属粉末6可以喷涂或涂刷的方式铺设于聚四氟乙烯材料5的表面。
如图1和图3所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S2中的步骤S21。步骤S21：工作环境保持全封闭负压，也即只通过排气口41向外排出气体，以降低工作环境内的氧气含量，避免金属粉末6氧化，且将冷水排3中的冷水排空掉，加热板2开始逐步加热，缸压头4以5Mpa至50Mpa范围内的某一压力持续向下朝该层金属粉末6和聚四氟乙烯材料5下压。
在别的实施例中，还可于聚四氟乙烯材料5的上下两侧分别设置缸压头4，以将金属粉末6于上下两个方向压合至聚四氟乙烯材料5的上下表面，具体地，于聚四氟乙烯材料5的上表面铺设或喷涂或涂刷一层金属粉末6，并于聚四氟乙烯材料5下方的缸压头4的表面铺设或喷涂或涂刷一层金属粉末6，再将上下两个缸压头4朝中间的聚四氟乙烯材料5进行压合。
在别的实施例中，本实施例中的工作环境也可采用真空环境或全封闭正压的环境，真空环境也即工作台1与缸压头4围设形成的空间范围内不存在任何介质，全封闭正压环境也即于缸压头4设置一入气口和一出气口，入气口不断往工作台1与缸压头4围设形成的空间范围内输入惰性气体，而因工作环境中输入了惰性气体，工作环境中的气压大于外界的大气压，工作环境中的气体自然会从出气口排出，以将工作环境内的气体尽量置换成惰性气体，且其中缸压头4的压力大于惰性气体的气压。
如图1和图4所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S2中的步骤S22。步骤S22：工作环境依旧保持全封闭负压的状态，加热板2加热至250℃至400℃范围内的某一温度，聚四氟乙烯材料5变成熔融态的聚四氟乙烯材料5，此时缸压头4接触该层金属粉末6，由于本实施例中金属粉末6为铜粉末，且铜的熔点高于400℃，此时金属粉末6中的金属颗粒仍为固态颗粒形式，该层金属粉末6和熔融态的聚四氟乙烯材料5同时受到缸压头4的压力挤压，该层金属粉末6的各金属颗粒向下逐步嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5中，使得熔融态的聚四氟乙烯材料5朝金属粉末6的金属颗粒之间的间隙流动，使得熔融态的聚四氟乙烯材料5包覆金属粉末6中的金属颗粒，形成锚栓现象。
如图1和图5所示，为本发明实施例一的复合板材的制作方法的步骤S2的步骤S23。步骤S23：工作环境依旧保持全封闭负压的状态，加热板2的温度维持于250℃至400℃范围内的该某一温度下，缸压头继续向下朝该层金属粉末6和聚四氟乙烯材料5下压，直至该层金属粉末6的各金属颗粒完全向下嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5中，形成金属粉末层7，进而形成复合板材8。随后缸压头4保持不动，停止施压，加热板2继续维持250℃至400℃范围内的该某一温度60秒至1200秒。然后加热板2停止加热，冷水排3打开，引进冷水，直至将复合板材8冷却至凝固，以将复合板材8固化成型。
具体的，在复合板材8中，该层金属粉末6的各金属颗粒的体积至少有超过二分之一的体积嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5中。
具体的，在别的实施例中，在进行步骤S23之后，还可于复合板材8的表面再涂刷一层聚四氟乙烯涂料，并利用聚四氟乙烯涂料填充金属粉末层7中不同颗粒之间的缝隙，以使复合板材8整体平整，便于进行后续的研磨步骤。
如图6所示，本发明实施例一还包括一研磨机构9，用于研磨复合板材8，该研磨机构9包括真空吸附磨床91和研磨轮92，其中真空吸附磨床91可将待研磨的复合板材8稳固吸附于真空吸附磨床91表面，而研磨轮92用于研磨复合板材8的表面。
如图1和图6所示，为本发明实施例一的复合板材8的制作方法的步骤S3。步骤S3：将冷却凝固后的复合板材8从容纳腔13中取出，由于金属粉末层7中的金属颗粒与熔融态的聚四氟乙烯材料5之间形成锚栓现象，金属粉末层7中的金属颗粒不一定显露于复合板材8的表面，所以需进行研磨，研磨直至复合板材8中的金属粉末层7的表面露出，并控制研磨后的复合板材8的厚度为0.1mm至500mm范围内的某一厚度。
具体的，在本实施例中，复合板材8放置于真空吸附的真空吸附磨床91上，即通过真空吸附磨床91上的真空装置吸附复合板材8的底面，使复合板材8背离金属粉末层7的底面固定在真空吸附磨床91上，而金属粉末层7朝上设置，然后通过研磨轮92研磨复合板材8的上表面，直至金属粉末层7露出。
具体的，在本实施例中，由于金属粉末层7在研磨之后裸露于复合板材8的表面，为避免金属粉末层7被氧化，最后还需要在使用前对该金属粉末层7进行隔氧处理。具体的，通过于金属粉末层7的表面覆盖胶纸以进行隔氧处理。
另外，在本实施例中，为使得该层金属粉末6的金属颗粒嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5形成金属粉末层7后，不同金属颗粒之间相互抵接形成的导电通路的面积更大，或者为了根据实际工作需求，金属粉末层7需要达到一定厚度，如此，在步骤S3之后，对复合板材8表面上的金属粉末层7以化学镀或电镀或真空溅镀进行加厚处理，具体地，可以镀与金属粉末6相同的金属材料，也可以镀其他导电性能比较佳的金属材料。
如图7至图12所示，为本发明实施例二的示意图。实施例二中的热压装置和研磨机构9与实施例一的热压装置和研磨机构9相同。实施例二还设有一混合装置10，用于混合聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6。
如图7和图8所示，为本发明实施例二的复合板材制作方法的步骤S1。步骤S1：将聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6分别自混合装置10的两个入口投入至混合装置10中混合，以得到聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物30。其中聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6之间的体积比为10:90至80:20范围内的某一体积比。
具体的，在本实施例中，该金属粉末6为铜粉末。该金属粉末6的颗粒的粒径大小不一或粒径均一，且该粒径选自20μm至100μm范围内，该金属粉末6的颗粒的几何形状的相对圆球度大小不一或相对圆球度均一，且该相对圆球度选自0.45至0.65范围内。
具体的，在本实施例中，聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6之间的混合方式为干式混粉，也即在混合装置10中输入惰性气体以将聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6混合，以避免金属粉末6与聚四氟乙烯粉末20在混合过程中因摩擦生热发生氧化。其中惰性气体为氮气。
在别的实施例中，聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6之间的混合方式可为湿式混粉，也即在混合装置10中加入有机溶剂以将聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6混合，该有机溶剂可以为乙醇或异丙醇，同样地，以避免金属粉末6与聚四氟乙烯粉末20在混合过程中因摩擦生热发生氧化。
如图7和图9所示，为本发明实施例二的复合板材的制作方法的步骤S2。本发明实施例二的步骤S2与本发明实施例一的步骤S1的区别在于：于聚四氟乙烯材料5的顶面以铺粉的方式铺设的是一层聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物30，而不是仅仅是一层金属粉末6。
具体的，在本实施例中，聚四氟乙烯材料5为聚四氟乙烯板材，该聚四氟乙烯板材的厚度选自0.1mm至500mm范围内某一厚度。
在别的实施例中，聚四氟乙烯粉末20和金属粉末6之间通过加入的乙醇或异丙醇的有机溶剂进行混合形成聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物30后，聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物30以喷涂或涂刷的方式铺设于聚四氟乙烯材料5的表面上。
如图7和图10所示，为本发明实施例二的复合板材的制作方法的步骤S3中的步骤S31。本发明实施例二的步骤S31与本发明实施例一的步骤S21一致。
在别的实施例中，由于在步骤S31中开始受热，通过加入的乙醇或异丙醇的有机溶剂混合形成的聚四氟乙烯粉末和金属粉末混合物30中的乙醇或异丙醇因受热会逐步挥发。
如图7和图11所示，为本发明实施例二的复合板材的制作方法的步骤S3中的步骤S32。本发明实施例二的步骤S32与本发明实施例一的步骤S22的区别在于：聚四氟乙烯材料5和聚四氟乙烯粉末20均呈熔融态并融合一体，以下将融合一体的熔融态聚四氟乙烯材料5和聚四氟乙烯粉末20统称为熔融态的聚四氟乙烯材料5，该层金属粉末6和熔融态的聚四氟乙烯材料5同时受到缸压头4的压力挤压，该层金属粉末6的金属颗粒向下逐步嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5中，熔融态的聚四氟乙烯材料5朝金属粉末6的金属颗粒之间的间隙流动，使得熔融态的聚四氟乙烯材料5包覆金属粉末6中的金属颗粒，形成锚栓现象。
如图7和图12所示，为本发明实施例二的复合板材制作方法的步骤S3中的步骤S33。本发明实施例二的步骤S33与本发明实施例一的步骤S23一致。
如图1和图7所示，本发明实施例二的步骤S4与本发明实施例一的步骤S3一致。
(具体参见图5)。
如图13所示，为本发明实施例三的示意图，本发明实施例三与本发明实施例一的区别在于：本实施例中的热压装置包括工作台1’、加热机构2’，冷却机构3’和压制机构4’。其中该工作台1’包括一底壁11’。该加热机构2’和冷却机构3’设于底壁11’中，用于为底壁11’表面的物质急速加热和急速降温，且加热机构2’能在60min内急速加热至所需温度，冷却机构3’能在60min内急速降温至所需温度。具体的，在本实施例中，该加热机构2’具体为加热板2’(以下均以该名称进行说明)，该冷却机构3’具体为冷水排3’(以下均以该名称进行说明)，且加热板2’和冷水排3’在底壁11’的中交替设置。该压制机构4’为一连续滚轮4’(以下均以该名称进行说明)，该连续滚轮4’可来回滚动。具体的本发明实施例三的复合板材的制作方法如下：在真空的工作环境或半封闭负压环境或全封闭正压环境中，将聚四氟乙烯材料5’置于底壁11’的表面，将一层金属粉末6’或者一层聚四氟乙烯粉末与金属粉末混合物6’铺设于聚四氟乙烯材料5’上，利用加热板2’加热，以将聚四氟乙烯材料5’加热至熔融，利用连续滚轮4’来回对熔融态的聚四氟乙烯材料5’和位于其上表面的该层金属粉末6’进行压合，使得该层金属粉末6’中的金属颗粒能嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5’以形成金属粉末层，进而形成复合板材，且该金属粉末层中的不同金属颗粒之间存在相互抵接形成的导电路径，随后连续滚轮4’停止滚动，加热板2’停止加热，冷水排3’打开，引进冷水，直至将复合板材冷却至室温，以将复合板材固化成型。最后再执行如本发明实施例一的步骤S3的操作(具体详见图5)。其中本实施例中的工作环境是指容纳工作台1’、加热机构2’、冷却机构3’和压制机构4’的有界空间7’。
具体的，在本实施例中，该聚四氟乙烯材料5’为聚四氟乙烯板材，聚四氟乙烯板材的厚度选自0.1mm至500mm范围内的某一厚度。该金属粉末6’为铜粉末，该层金属粉末6’的厚度选自0.1mm至0.5mm范围内的某一厚度，该层金属粉末6’的颗粒的粒径大小不一或粒径均一，且该粒径选自20μm至100μm范围内。该层金属粉末6’的颗粒的几何形状的相对圆球度大小不一或相对圆球度均一，且该相对圆球度选自0.45至0.65范围内。加热板2’加热至250℃至400℃范围内的某一温度。控制研磨后的复合板材的厚度为0.1mm至500mm范围内的某一厚度。连续滚轮4’以5Mpa至50Mpa范围内的某一压力持续向下朝该层金属粉末6’和熔融态的聚四氟乙烯材料5’下压。
其中由于本实施例中金属粉末6’为铜粉末，且铜的熔点高于400℃，此时金属粉末6’仍为固态颗粒形式，该层金属粉末6’和熔融态的聚四氟乙烯材料5’同时受到连续滚轮4’的压力挤压后，该层金属粉末6’的金属颗粒向下嵌入至熔融态的聚四氟乙烯材料5’中，熔融态的聚四氟乙烯材料5’朝金属粉末6’之间的间隙流动，使得熔融态的聚四氟乙烯材料5’包覆金属粉末6’，形成锚栓现象。
本发明的有益效果如下：
于聚四氟乙烯材料的表面铺设一层金属粉末，并在热压装置加热、加压的条件下将该层金属粉末朝聚四氟乙烯材料中融合进行压合，以使金属粉末与聚四氟乙烯材料相互结合。其中金属粉末为若干金属颗粒的集合体。由于聚四氟乙烯材料的玻璃化转变(Tg)和聚四氟乙烯材料的熔点(Tm)较常用金属材料的熔点低，可利用金属粉末中硬度大的金属颗粒嵌入至熔融态的聚四氟乙烯中，使得熔融态的聚四氟乙烯包覆金属粉末中的金属颗粒，以形成锚栓现象，以将金属材料与聚四氟乙烯材料结合。且由于金属粉末中的金属颗粒呈固态颗粒状，相较于现有技术中金属板材的粗化表面与聚四氟乙烯板材的粗化表面相互压合的技术方案，金属粉末中的金属颗粒与聚四氟乙烯材料之间的接触面积变大，更有利于金属材料与聚四氟乙烯材料进行结合。且在加热、加压的条件下将该层金属粉末的各金属颗粒朝聚四氟乙烯材料进行压合后，能于聚四氟乙烯材料中形成由该层金属粉末的各金属颗粒嵌入形成的金属粉末层，进而形成复合板材，且可在该金属粉末层形成导电路径。最后为使得该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面以作为导电层使用，采用研磨的方式对复合板材的表面进行研磨，以确保该金属粉末层能裸露于聚四氟乙烯材料的表面并在聚四氟乙烯材料的表面显露出该导电路径。且由于聚四氟乙烯材料的介电常数小，使得当金属粉末层传输信号时，作为金属粉末层载体使用的聚四氟乙烯材料可以降低传输时的损耗，以满足在高频领域内的使用，而本发明的聚四氟乙烯材料与金属粉末层之间的结合紧密,可广泛应用于高频线路板或者软排线等领域。
以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (27)

1.一种复合板材的制作方法，其特征在于，包含如下步骤：
将聚四氟乙烯材料放入至热压装置，并在所述聚四氟乙烯材料上铺设一层金属粉末；
所述热压装置在至少一方向进行热压，以使所述金属粉末嵌入所述聚四氟乙烯材料中融合形成复合板材；
将所述复合板材进行研磨，使所述复合板材的金属粉末层的表面露出。
2.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯材料为聚四氟乙烯板材或聚四氟乙烯棒或聚四氟乙烯粉末。
3.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯材料的厚度范围为0.1mm至500mm。
4.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：铺设的一层所述金属粉末，需先与聚四氟乙烯粉末给予充分的混合后再铺设在所述聚四氟乙烯材料上，所述金属粉末、所述聚四氟乙烯粉末以及所述聚四氟乙烯材料热压后共同形成所述复合板材。
5.如权利要求4所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯粉末与所述金属粉末的混合方式为干式混粉或湿式混粉，干式混粉包含混入惰性气体作为金属抗氧化之保护，湿式混粉则加入有机溶剂作为混合的介质以减少摩擦生热造成金属氧化的机会。
6.如权利要求4所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯粉末与所述金属粉末的体积比为10:90至80:20。
7.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属粉末的材质为铁、镍或铜或其合金。
8.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属粉末的颗粒的粒径范围为20μm至100μm。
9.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：一层所述金属粉末以喷涂、刷涂或铺粉的方式铺设在所述聚四氟乙烯材料上。
10.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：铺设的一层所述金属粉末的厚度范围为0.1mm至0.5mm。
11.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属粉末的颗粒的几何形状的相对圆球度为0.45至0.99。
12.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属粉末的颗粒的几何形状的相对圆球度小于0.65，以增进对所述聚四氟乙烯材料的锚栓效果。
13.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述热压装置具备60分钟内急速加热和急速冷却的功能。
14.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述热压装置以缸压头进行压制。
15.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述热压装置以连续滚轮进行压制。
16.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进行热压的环境内需保持半封闭式正压环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属粉末。
17.如权利要求16所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进行热压的环境内，以灌入惰性气体来保持其半封闭式正压环境。
18.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进行热压的环境内需保持全封闭式负压环境或真空环境，控制整个环境保证低氧状态以保护所述金属粉末。
19.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：在所述热压装置上，以两个方向或多个方向实施热压。
20.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材的厚度范围为0.1mm至500mm。
21.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材在进行研磨之前须先进行冷却。
22.如权利要求21所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材由所述热压装置提供冷却。
23.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材上添加聚四氟乙烯涂料覆盖所述金属粉末层，再进行研磨。
24.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：将所述复合板材放置到真空吸附的磨床，进行研磨。
25.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：进一步对所述复合板材表面的金属粉末层以化学镀或电镀或真空溅镀进行加厚处理。
26.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述复合板材的表面的金属粉末层在使用前进行隔氧处理。
27.如权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征在于：所述金属粉末的颗粒的体积至少超过二分之一嵌入所述聚四氟乙烯材料中。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090788A (zh) * 2004-12-28 2007-12-19 日本轻金属株式会社 铝复合材料的制造方法
CN102395389A (zh) * 2008-11-06 2012-03-28 多杜科有限公司 电触头和电触片半成品及其制造方法
CN103568395A (zh) * 2012-08-02 2014-02-12 镇江江科机电工程有限公司 一种耐磨自润滑的pes/金属复合材料及其制备方法
JP2014136899A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Oiles Ind Co Ltd 摺動板および分岐器用床板
CN105711194A (zh) * 2016-02-19 2016-06-29 江苏英科医疗制品有限公司 一种高强度、耐磨复合材料及其制备方法
CN110524977A (zh) * 2019-08-07 2019-12-03 电子科技大学中山学院 一种多孔聚四氟乙烯覆铜板及其制备方法
CN110861367A (zh) * 2019-11-01 2020-03-06 嘉善欧本轴承有限公司 一种复合自润滑板材及其制备方法
CN111303472A (zh) * 2020-03-18 2020-06-19 衢州学院 一种基于激光焊接改性聚四氟乙烯的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090788A (zh) * 2004-12-28 2007-12-19 日本轻金属株式会社 铝复合材料的制造方法
CN102395389A (zh) * 2008-11-06 2012-03-28 多杜科有限公司 电触头和电触片半成品及其制造方法
CN103568395A (zh) * 2012-08-02 2014-02-12 镇江江科机电工程有限公司 一种耐磨自润滑的pes/金属复合材料及其制备方法
JP2014136899A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Oiles Ind Co Ltd 摺動板および分岐器用床板
CN105711194A (zh) * 2016-02-19 2016-06-29 江苏英科医疗制品有限公司 一种高强度、耐磨复合材料及其制备方法
CN110524977A (zh) * 2019-08-07 2019-12-03 电子科技大学中山学院 一种多孔聚四氟乙烯覆铜板及其制备方法
CN110861367A (zh) * 2019-11-01 2020-03-06 嘉善欧本轴承有限公司 一种复合自润滑板材及其制备方法
CN111303472A (zh) * 2020-03-18 2020-06-19 衢州学院 一种基于激光焊接改性聚四氟乙烯的方法

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