[go: up one dir, main page]

CN111114069B - 一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法 - Google Patents

一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111114069B
CN111114069B CN201911342296.4A CN201911342296A CN111114069B CN 111114069 B CN111114069 B CN 111114069B CN 201911342296 A CN201911342296 A CN 201911342296A CN 111114069 B CN111114069 B CN 111114069B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramic
polytetrafluoroethylene
substrate
glass fiber
fiber cloth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911342296.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111114069A (zh
Inventor
沈杰
李强志
周静
金伟
祁琰媛
陈文�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201911342296.4A priority Critical patent/CN111114069B/zh
Publication of CN111114069A publication Critical patent/CN111114069A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111114069B publication Critical patent/CN111114069B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/085—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/047—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material made of fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/08—PCBs, i.e. printed circuit boards
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及复合介质基板领域，具体涉及一种用于流延工艺的复合材料及由此制备的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片，还涉及一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及其制备方法。本发明的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，制备工艺简单，原料环保，能够实现高含量的陶瓷填充和大的陶瓷/树脂层厚度需求，具有优异的电性能和低热膨胀系数。

Description

一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法
技术领域
本发明涉及复合介质基板领域，具体涉及一种水基流延法制备的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
背景技术
覆铜箔层压板(Copper Clad Laminate，CCL)，简称覆铜板，其是在绝缘材料的一面或两面覆以铜箔，热压后形成的一种板状材料。覆铜板常用作印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)的基板材料，在印刷电路板中起着互连导通、绝缘、支撑的作用，其性能直接影响电子产品的品质。近年来，随着电子信息技术的高速发展，对覆铜板的性能要求越来越高，复合介质基板受到越来越多的关注。
聚四氟乙烯(PTFE)材料具有突出的电气性能，同时又兼具化学性质稳定、吸水率低、耐候性好等诸多优点，因而常被用于复合介质基板的基体材料。然而，PTFE的热膨胀系数较大，需引入具有较低热膨胀系数的陶瓷填料来降低热膨胀系数。如果想要实现PTFE基复合介质基板的低热膨胀系数需求，就需要实现陶瓷粉的高含量填充，但PTFE本身成型困难，引入较多的陶瓷粉或玻璃纤维后会使得其可成型性进一步恶化，难以满足各种加工成型方式的需求。
目前PTFE/陶瓷复合介质基板主要采用浸渍成型方法制备，这种成型方法是先制备PTFE/陶瓷复合浆料，在浸胶机上连续浸渍玻璃纤维布，经过快速的热处理得到半固化片，再经过热压得到最终产品。采用玻璃纤维布能够有效改善复合介质基板的热膨胀系数，主要是由于玻璃纤维布高强结构形成的骨架网络能够限制高分子基体的膨胀。但是由于玻纤布在浸渍过程中上胶量少，最终产品往往需要多层浸渍片叠合压合，玻纤布的介电常数远大于PTFE的介电常数，会造成介电性能的恶化，且较多玻纤布的引入还会带来介电损耗的恶化。
CN102555349A利用陶瓷粉、聚四氟乙烯液和分散剂三者加入一起形成溶液，把玻璃纤维布浸润在溶液中形成浸胶布，在铜箔层之间铺设纯聚四氟乙烯薄膜和浸胶布，其中铜箔与纯聚四氟乙烯薄膜连接，形成具有低介质损耗共性的不同介电常数的微波介质基板。然而，玻璃纤维布在浸渍成型过程中浆料的上胶量较少，无法实现陶瓷树脂层厚度大的复合介质基板。
CN110039852A公开了一种PTFE胶液浸润玻璃纤维布制备的覆铜板，其中PTFE胶液是将陶瓷粉、硅烷偶联剂、去离子水和PTFE乳液混合均匀形成的。偶联剂的加入增加了陶瓷粉在PTFE浆料中的分散性，但无法改善陶瓷填料与PTFE的有机/无机复合，且偶联剂在对陶瓷粉进行包覆的同时，会增加浸渍浆料的介电损耗，降低复合介质板用浸渍浆料的电学性能，进而降低覆铜板的电学性能。
高含量的陶瓷粉可以有效改善复合介质基板的热膨胀系数，因为高填充量的陶瓷粉在基体中会对高分子材料的膨胀起到限制作用。但是高含量的陶瓷粉使得加工性恶化，浸渍浆料的浓度过高，均匀性受到很大影响。
流延法能够实现复合介质板的高效率制备，目前适用于流延工艺的浆料所用溶剂一般为有机溶剂，且在流变学中多表现为剪切变稀型流体。但是流延法对浆料分散性、稳定性与流变性要求较高，粘度必须处于合适范围内，并且浆料表现为剪切变稀型流体有利于流延工艺的进行，然而目前所采用的聚四氟乙烯(PTFE)乳液粘度较低且表现为胀流性流体，不适宜流延工艺的进行，会出现不均匀，不能流平等缺陷。
因此，基于以上的考虑，有必要提供一种采用水基流延法制备得到的实现高含量的陶瓷填充和陶瓷树脂层厚度大的复合介质基板，制备工艺简单的同时，具有低热膨胀系数和优异的电学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于流延工艺的水性复合材料，以及一种将所述水性复合材料制备得到的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片。本发明还提供了一种包含所述以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及其制备方法。所述流延片制备方法简单，易于实现浆料分散均匀，陶瓷填充量高，一次流延就能得到具有较大厚度的陶瓷/聚四氟乙烯树脂层。本发明的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板介电常数相对较低，介电性能较好，且同时具备较高的陶瓷填充量，进而同时实现低介电常数和低热膨胀系数。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于流延工艺的水性复合材料，包括如下组分：陶瓷粉末，聚四氟乙烯乳液和添加剂，其特征在于，所述复合材料25℃时的粘度为500mPa·s-1500mPa·s，所述粘度测试条件为：采用NDJ-5S型旋转粘度测定仪，温度为25℃，选择3号转子，剪切速率为30r/min。
优选的，所述添加剂选自聚乙烯醇、羟丙基纤维素中的一种或多种。
优选的，所述陶瓷粉末选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳酸钙、氧化铍、氧化镁、钛酸钙、钛酸钡中的一种或多种；陶瓷粉末的粒径为1-100μm。
优选的，所述聚四氟乙烯乳液的固含量为30wt％-70wt％，最优选60wt％。
优选的，所述聚四氟乙烯乳液选自中昊晨光化工研究院有限公司牌号为SFN-2H的聚四氟乙烯乳液。
优选的，基于水性复合材料总固体含量，各原料组分重量百分比为：陶瓷粉末5％-40％，聚四氟乙烯60％-95％，添加剂3％-5％。
优选的，基于水性复合材料总固体含量，所述添加剂的含量为3％-4％，最优选3％。
本发明还提供了一种使用上述的复合材料制备以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片的方法，包括如下步骤：
(1)将陶瓷粉末与聚四氟乙烯乳液混合均匀；
(2)加入添加剂，调整浆料25℃时的粘度在500mPa·s-1500mPa·s范围内；
(3)将步骤(2)中得到的浆料流延于玻璃纤维布基体上，放入烘箱进行干燥，在80-330℃范围内采用梯度升温程序使流延片内的添加剂与其它杂质排出，然后室温冷却、裁切得到所述以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片。
优选的，流延速度为10cm/min-20cm/min，更优选15cm/min。
优选的，刮刀高度为0.2-1.5mm。
优选的，所述梯度升温程序为：80℃保持2h，180℃保持2h，260℃保持4h，330℃保持4h。
优选的，所述玻璃纤维布的厚度为0.01-0.1mm。
本发明还提供了一种由上述方法制备而成的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片。
优选的，所述以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片的厚度为0.2-1.5mm。
本发明还提供了一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，包括铜箔和上述的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片，所述陶瓷/聚四氟乙烯流延片设置在两片铜箔之间。
优选的，所述铜箔的厚度为10-100μm。
优选的，所述陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板的厚度为0.5-2mm。
本发明还提供了一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板的制备方法，包括如下步骤：使用热压机在上述以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片两面覆铜热压，热压时保持真空环境，压强为4-20MPa，保温时间为1-4h，即得到所述陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
本发明的有益效果是相比于浸渍成型法，采用水基流延法制备复合介质基板，所用的浆料粘度更高，可实现高固含量，进而达到高填充量，只用一次流延就能达到陶瓷/聚四氟乙烯树脂层厚度1mm以上的大厚度复合介质基板。相比于模压成型和压延成型法，采用水基流延法得到的片材均匀性好，可重复性高，且可连续生产，实现高生产效率。此外，使用水作为流延介质，符合绿色环保的要求。但是普通的聚四氟乙烯乳液粘度较低，不满足流延工艺的需求。本发明通过特定添加剂的加入，改变了浆料的流变特性，使得陶瓷/聚四氟乙烯复合浆料由胀流性流体转变为剪切变稀性流体，符合H-B流体特征，在剪切速率较低时，表现出剪切变稀的特性，适合于流延工艺。本发明的添加剂引入后对介电常数与介电损耗影响很小，且其粘度调节范围大，用量低，只需较少的含量就能够实现粘度的大幅度调节。当添加剂用量低于3％时，浆料粘度较低且浆料会随着刮刀的推动四散流动，基本不能成为流延片。当添加剂用量高于5％时，浆料粘度太高，刮刀前进困难且不能形成平整均匀的流延片。此外，本发明所用的添加剂在烘干过程中即可分解排出，不会对最终覆铜板的性能造成不良影响。因而，通过本发明得到的复合介质基板，陶瓷填充含量高，分散均匀性好，热膨胀系数低，介电损耗小，且一次流延即可满足性能需求。
附图说明
图1为实施例1浆料在不同静置时间的沉降均匀性偏差值图。
图2为实施例1-6浆料粘度随剪切率的变化图。
图3为实施例1-6浆料剪切应力随剪切率的变化图。
图4为实施例1和对比例1、对比例2浆料粘度随剪切率的变化对比图。
图5为实施例1和对比例1、对比例2浆料剪切应力随剪切率的变化对比图。
具体实施方式
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1
将二氧化硅粉末与60wt％聚四氟乙烯乳液(牌号为SFN-2H)以35:101.7重量份配比均匀混合。随后加入4重量份的添加剂聚乙烯醇，调节浆料粘度到500mPa·s-1500mPa·s范围内。调整刮刀高度为2mm，将浆料以15cm/min的速度流延于0.04mm厚度的玻璃纤维布基体上，放入烘箱进行干燥，采用梯度升温程序使流延片内的添加剂和其他杂质排出，然后室温冷却。具体梯度升温程序为：80℃保持2h，180℃保持2h，260℃保持4h，330℃保持4h。将冷却后的片材进行裁切，使用热压机在真空高温高压环境中进行双面覆铜热压，其中压强为18MPa，保温时间为1h，铜箔厚度为35μm，得到厚度为1mm的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
实施例2
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是二氧化硅粉末、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇的重量份配比为30:110:4。
实施例3
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是二氧化硅粉末、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇的重量份配比为25:118.3:4。
实施例4
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是二氧化硅粉末、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇的重量份配比为15:135:4。
实施例5
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是二氧化硅粉末、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇的重量份配比为5:151.7:4。
实施例6
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是二氧化硅粉末、聚四氟乙烯乳液和聚乙烯醇的重量份配比为35:103.3:3。
实施例7
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是保温时间为1.5h。
实施例8
依照实施例1的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是保温时间为2h。
实施例9
依照实施例7的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是调整刮刀高度为1mm，压强为15MPa，得到厚度为0.5mm的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
实施例10
依照实施例8的方法制备陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，不同的是调整刮刀高度为1mm，压强为15MPa，得到厚度为0.5mm的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
对比例1
将二氧化硅粉末与60wt％聚四氟乙烯乳液(牌号为SFN-2H)以35:108.3重量份配比均匀混合。得到的浆料无法满足流延工艺的需求，因而采用浸渍成型方法，把0.04mm厚度的玻璃纤维布浸润在上述混合液中形成浸胶布，放入烘箱进行干燥，采用梯度升温程序：80℃保持2h，180℃保持2h，260℃保持4h，330℃保持4h，然后室温冷却。将冷却后的片材进行裁切，将10张上述片材层叠起来，使用热压机在真空高温高压环境中进行双面覆铜热压，其中压强为18MPa，保温时间为1h，铜箔厚度为35μm，得到厚度为1mm的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
对比例2
将二氧化硅粉末与60wt％聚四氟乙烯乳液(牌号为SFN-2H)以35:106.7重量份配比均匀混合,再加入1重量份聚乙烯醇。得到的浆料无法满足流延工艺的需求，因而采用浸渍成型方法，把0.04mm厚度的玻璃纤维布浸润在上述混合液中形成浸胶布，放入烘箱进行干燥，采用梯度升温程序：80℃保持2h，180℃保持2h，260℃保持4h，330℃保持4h，然后室温冷却。将冷却后的片材进行裁切，将10张上述片材层叠起来，使用热压机在真空高温高压环境中进行双面覆铜热压，其中压强为18MPa，保温时间为1h，铜箔厚度为35μm，得到厚度为1mm的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
对比例3
将二氧化硅粉末与60wt％聚四氟乙烯乳液(牌号为SFN-2H)以35:108.3重量份配比均匀混合,。得到的浆料无法满足流延工艺的需求，因而采用浸渍成型方法，把0.04mm厚度的玻璃纤维布浸润在上述混合液中形成浸胶布，放入烘箱进行干燥，采用梯度升温程序：80℃保持2h，180℃保持2h，260℃保持4h，330℃保持4h，然后室温冷却。将冷却后的片材进行裁切，将5张上述片材层叠起来，使用热压机在真空高温高压环境中进行双面覆铜热压，其中压强为18MPa，保温时间为1h，铜箔厚度为35μm，得到厚度为0.5mm的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
对比例4
依照实施例1的比例和方法配置浆料，然后将浆料以5cm/min的速度流延于玻璃纤维布基体上。流延成型性不好，易挂基片。
对比例5
依照实施例1的比例和方法配置浆料，然后将浆料以25cm/min的速度流延于玻璃纤维布基体上。流延成型性不好，浆料易流。
对实施例1的浆料按照如下方法进行沉降实验，测试结果如图1所示。
沉降实验：
将浆料分别进行静置0h、4h、8h及24h的处理，在不同时间段，分别取距离浆料液面为3cm、6cm、9cm、12cm、15cm、18cm、21cm、24cm、27cm、30cm深度处浆料进行质量检测，分别称取时，称取体积一致；然后依据式(1)计算其均匀性偏差值，用以反映浆料的静置稳定性：
Figure BDA0002331815630000101
(1)；式(1)中
Figure BDA0002331815630000102
其中M烘干表示浆液烘干后杯与烘干浆液的总质量，M杯重表示杯质量，M杯+液表示浆液烘干前杯与浆液总质量；
Figure BDA0002331815630000103
为φ的算术平均值。
在本发明中，对浆料的静置处理过程应该保证以下事项：
(1)配料室或配料间内环境应洁净无尘，在防止太阳光直射的条件下，室内光线明亮；
(2)所述浆料应贮存在不高于25℃的环境温度下，并防止日光直射；
(3)及时用滤勺盛出浆料中的浮沫。
对实施例1-6，对比例1-2的浆料按照如下方法进行流变性能测试，测试结果如图2-5所示。
流变性能测试：
采用R/S SST2000粘滞系数测试仪，测定范围(精确度：±3-5％；扭矩范围：0.05～50mNm；扭矩分辨率：0.01mNm；转速范围0.01～1,000RPM；角分辨率：0.015mrad；温度范围：-20℃～+180℃；剪切率范围：0.01s-1～5×103s-1；剪切应力范围：0Pa～3.5×104Pa；粘度范围：1×10-3Pa·s～3×105Pa·s。
对实施例和对比例得到的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，采用带状线谐振腔法进行介电性能测试，测试标准为GB/T12636-90，测试频率为10GHz，测试压力为350Kg。采用IPC-TM-650方法2.4.41电气绝缘材料的线性热膨胀系数进行热膨胀系数测试，测试负荷为2g，温度范围为室温到150℃，得到Z轴热膨胀系数。测试结果见表1。
表1介电性能及热膨胀系数测试结果：
Figure BDA0002331815630000111
通过沉降实验测试结果，可以明显看出，添加PVA后即使是24小时后，沉降实验的偏差依然在0.05以内，表明浆料的稳定性良好。通过流变性能测试，可以看出PVA的引入可以改变浆料的流变特性，使其适用于流延工艺，且引入3-5wt％PVA含量的浆料调控效果较为明显。介电性能和热膨胀系数测试结果显示，当基板厚度相同时，采用流延法得到的复合介质基板介电常数更小，热膨胀系数也更低，即流延法得到的复合介质基板性能更好。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于流延工艺的复合材料，包括如下组分：陶瓷粉末，聚四氟乙烯乳液和添加剂，其特征在于，所述复合材料25℃时的粘度为500mPa·s-1500mPa·s，所述复合材料为剪切变稀性流体；
所述添加剂选自聚乙烯醇、羟丙基纤维素中的一种或多种；
所述聚四氟乙烯乳液的固含量为30wt％-70wt％；
基于水性复合材料总固体含量，各原料组分重量百分比为：陶瓷粉末5％-40％，聚四氟乙烯60％-95％，添加剂3％-5％。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述陶瓷粉末选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳酸钙、氧化铍、氧化镁、钛酸钙、钛酸钡中的一种或多种；陶瓷粉末的粒径为1-100μm。
3.一种使用权利要求1-2任一项所述的复合材料制备以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将陶瓷粉末与聚四氟乙烯乳液混合均匀；
(2)加入添加剂，调整浆料粘度在500mPa·s-1500mPa·s范围内，使浆料为剪切变稀性流体；
(3)将步骤(2)中得到的浆料流延于玻璃纤维布基体上，放入烘箱进行干燥，在80-330℃范围内采用梯度升温程序使流延片内的添加剂与其它杂质排出，然后室温冷却、裁切得到所述以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片。
4.一种以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片，其特征在于，采用权利要求3所述的方法制备而成。
5.根据权利要求4所述的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片，其特征在于，所述流延片的厚度为0.2-1.5mm。
6.一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板，其特征在于，包括铜箔和权利要求4或5所述的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片，所述以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片设置在两片铜箔之间。
7.一种如权利要求6所述的陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板的制备方法，其特征在于，使用热压机在权利要求4或5所述的以玻纤布作为基底的陶瓷/聚四氟乙烯流延片两面覆铜热压，热压时保持真空环境，压强为4-20MPa，保温时间为1-4h，即得到所述陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板。
CN201911342296.4A 2019-12-23 2019-12-23 一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法 Active CN111114069B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911342296.4A CN111114069B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911342296.4A CN111114069B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111114069A CN111114069A (zh) 2020-05-08
CN111114069B true CN111114069B (zh) 2021-09-21

Family

ID=70501452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911342296.4A Active CN111114069B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111114069B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111548589A (zh) * 2020-06-11 2020-08-18 四川大学 一种高填充量聚四氟乙烯复合薄膜及其制备方法
CN111770639B (zh) * 2020-07-09 2023-10-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 复合介质覆铜板的制备方法及印刷线路板
CN112442243B (zh) * 2020-11-17 2022-05-06 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种聚四氟乙烯基陶瓷复合生基片制备方法
CN112940416B (zh) * 2021-02-08 2022-08-09 武汉理工大学 一种用于高频高速环境的微波复合介质基板及其制备方法
CN113214581B (zh) * 2021-05-12 2022-06-14 九江市磐泰复合材料有限公司 一种高柔性耐折叠聚四氟乙烯玻璃纤维材料的制备方法
CN113881082B (zh) * 2021-12-06 2022-04-12 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法
CN114582445B (zh) * 2022-03-10 2024-06-21 湖南大学 一种超材料的优化方法、系统及设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104175686A (zh) * 2014-08-01 2014-12-03 广东生益科技股份有限公司 一种ptfe复合介质基板的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4383960A3 (en) * 2017-05-23 2024-08-28 Alpha Assembly Solutions Inc. Graphene enhanced and engineered materials for membrane touch switch and other flexible electronic structures

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104175686A (zh) * 2014-08-01 2014-12-03 广东生益科技股份有限公司 一种ptfe复合介质基板的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111114069A (zh) 2020-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111114069B (zh) 一种陶瓷/聚四氟乙烯复合介质基板及制备方法
KR101575944B1 (ko) 복합재료, 이를 이용하여 제조된 고주파 회로기판 및 그 제조 방법
CN104647868B (zh) 一种聚四氟乙烯覆铜板的制作方法
CN110039852A (zh) 一种ptfe覆铜板的制备方法
CN108724900B (zh) 一种干法微波复合介质板的制备方法
CN100519475C (zh) 由流延法制备氧化锆陶瓷的方法及其由该方法获得的产品
US10889741B2 (en) Fluorocarbon resin composition and prepreg and copper foil substrate using the same
CN103663444A (zh) 一种散热用石墨烯复合膜及其制备方法
CN108456387B (zh) 一种无玻纤型聚四氟乙烯胶片、制作方法及其应用
CN115610044B (zh) 一种低损耗ptfe基微波复合介质基板及制备方法
CN105481368A (zh) 氮化铝陶瓷流延浆料、陶瓷基板及其制备方法和应用
CN105906331A (zh) 一种大规格陶瓷基板、其制备方法以及生产线
CN110734614A (zh) 一种用于高频覆铜板的ptfe基板材料及其制备方法
CN112812476A (zh) 一种聚四氟乙烯复合材料及其制备方法与应用
CN104817953A (zh) 一种绝缘的散热涂料及其制备方法
CN116284914B (zh) 一种复合介质基片的制备方法及应用
CN104944416B (zh) 用于高致密性石墨片的制备方法
CN107658230A (zh) 一种生瓷片及ltcc基板表面粗糙度的调控方法
He et al. Rapid fabrication of extremely thin Nano-Al2O3 transparent ceramic wafers through nonaqueous tape casting
CN1686944A (zh) 采用粉末冶金工艺制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法
CN112175216B (zh) 一种介电常数可调的覆铜板生产方法
CN114920556B (zh) 一种陶瓷浆料及其制备的多层陶瓷电容器
TWI901830B (zh) 水系分散液
CN110602888A (zh) 一种衬铝高频基板的制备方法
CN118027601A (zh) 介电常数可调复合材料、柔性传输线介质材料及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant