专利名称：一种高频铜箔基板及其所使用的复合材料的制作方法
技术领域：
本发明为一种高频铜箔基板，尤指一种具介电常数(Dk) < 3. 2及损耗因子(Df) < 0. 005的高频铜箔基板及其所使用的复合材料。
背景技术：
随着3C产业(电子、计算机和通讯)的快速成长，印刷电路载板(PCB)的使用规格已相应提高到使用频率范围达1GHZ，而且需要使用具低介电常数(Dk <3. 2)及低损耗因子(Df < 0. 005)特性的高频基板材料。而以往的高频基板材料，是以聚丁二烯树脂为主材，且由印刷电路载板(PCB)的传统浸渍与高温真空压合工序而制得。但聚丁二烯具有高黏性特性，所制成的预浸渍片因为黏度大，以致于无法使用传统自动化迭层加工(automated layup processing)来连续生
产高频基板。在公开的专利文献中，美国专利4，241，132公开了一种介电常数(Dk)为2. 2 20的绝缘基板，由纤维补强材料浸渍加添填料(filler)的聚丁二烯聚合物，再经过固化制得。但，此专利对于聚丁二烯黏性大且导致绝缘基板难以连续自动化生产的问题，仍然没有解决。美国专利5，223，568公开了一种用于电路载板的可模制热塑性组成物(moldable thermosetting composition)，由选用在室温下呈液体且分子量少于5，000的聚丁二烯树脂或聚异戊二烯(polyisoprene)树脂的其中一种、再与含有热塑性弹性体 (thermoplastic e lastomer)的固体丁二烯(butadiene)或异戊二烯(isoprene)的其中一种混合而成。此专利除了需要高温硬化(即，热压温度> 250°C )外，对于聚丁二烯黏性大且导致电路载板难以连续自动化生产的问题，仍然没有解决。为了解决聚丁二烯黏性大的问题，美国专利6，071，836公开了一种添加大量填料 (filler)的电路载板复合材料，所制成的预浸渍片几乎没有黏度(tack-free)，故允许使用传统自动化迭层加工(automated layup processing)；但所述复合材料因为填料比例达 50wt%以上，甚至达70wt%，在浸渍工序中，仍存在织物补强材料(fabric reinforcement) 不易浸渍均勻的缺点，且制得的电路载板刚性过大，在进行钻孔工序时，钻针的磨耗太大， 加工困难。在塑料领域中，聚苯醚树脂是耐高温的热塑性工程塑料，具有优良的物理特性，例如具低介电常数、低损耗因子、高玻璃化转变温度、低吸水率、高耐热性和高电气绝缘性，但熔融流动性差，加工困难，为了改善加工性能，需要经过改性。然而，聚苯醚树脂的数均分子量(Mn)高于10，000时，在有机溶剂中的溶解度低、 且熔融黏度高，不适合应用在电路载板上。聚苯醚树脂的数均分子量低于10，000时，聚苯醚树脂的物理特性会降低，包括介电常数、损耗因子、玻璃化转变温度与黏度均会降低，致无法符合高频、低介电常数、低损耗因子的电路载板的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种应用于高频电路载板的复合材料，其特点包括调制一种热固性树脂混合物，以溶剂稀释至适当黏度，在常温15 40°C下，由传统浸渍工序提供补强材料浸渍制成复合材料后，再经过100 150°C烘干工序制成无黏性的预浸渍片，使用传统自动化迭层加工，将数片无黏性预浸渍片堆叠在一起以及在最上面及最下面各覆盖上一片铜箔，随即进行170 190°C高温压合工序而硬化成铜箔基板或电路载板；其中，所使用的树脂混合物，占所述复合材料总重量的50 90wt%，且包含以下成分(a)高分子量聚丁二烯树脂，含70wt%以上的乙烯基，且重均分子量(MW)大于 100，000g/mol,占全部树脂混合物固含量的0 15wt% ；(b)低分子量聚丁二烯树脂，含70wt%以上的乙烯基，重均分子量(MW)为 1，000 10，000g/mol,占全部树脂混合物固含量的10 40wt% ；(c)改性的聚苯醚热固性树脂，重均分子量(MW)为1，000 5，000g/mol,占全部树脂混合物固含量的5 35wt%，且选自两末端改性基为羟基、丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、氨基或环氧基的聚苯醚热固性树脂；(d)无机粉体，占全部树脂混合物固含量的0. 1 50wt% ；(e)阻燃剂，占全部树脂混合物固含量的10 35wt% ；(f)交联剂，占全部树脂混合物固含量的2 10wt% ；(g)黏着助剂，占全部树脂混合物固含量的1 10wt% ；(h)硬化引发剂；占全部树脂混合物固含量的0. 1 3wt% ；其中，所述(a) (c)的总含量，占全部树脂混合物固含量的30 60wt%。本发明提供一种将低分子量的聚苯醚树脂以羟基、丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、 氨基、环氧基改性，使之与前述的聚丁二烯树脂(l，2-p0lybUtadiene)能藉由接枝交联反应生成新颖的含聚苯醚的聚丁二烯共聚合热固性树脂，可以改善前述纯聚丁二烯太黏加工性不好、PPE不好溶解及需加入可塑剂的缺点的电路载板组成物及其制法。所使用的树脂混合物，因为使用含大量乙烯基的高分子量聚丁二烯树脂，硬化时， 可充分供应进行交联反应时所需，及增加交联密度，使得所制得的预浸渍片及所制得的铜箔基板或电路载板具优良耐高温、耐焊锡、耐热性与高玻璃化转变温度(Tg)。所使用的树脂混合物，因为选用特别调配的材料配方，可供补强材料在常温下连续预浸制成复合材料，再经过烘干工序制成无黏性的预浸渍片，尤其是可以使用自动化迭层及压合加工制成铜箔基板或电路载板，而且所制得的铜箔基板或电路载板，可在频率达 IGHz以上的高频环境下使用，具优异电气性质及具低介电常数(即，Dk <3. 2)、低损耗因子(即，Df < 0. 005)及低吸湿率特性。所制得的铜箔基板或电路载板，是在170 190°C下进行较低温行压合工序，相较于传统达200°C以上的高温压合工序，具节省成本的优势。所制得的铜箔基板或电路载板，可运用于频率达IGHz以上的高频产品，例如，高功率扩大器、卫星降频器、大哥大基地台、汽车防碰撞系统、全球卫星定位系统等高频、高功率、低讯号损耗、低噪声的使用环境。
具体实施方式
本发明的复合材料，是经过浸渍工序在常温15 40°C下以补强材料浸渍树脂混合物的复合材料，而且，再经过温度设定在100 150°C的烘干工序后，即制得一种具无黏性(tack-free)特性的预浸渍片(pr印reg)。本发明的预浸渍片，具有良好的机械性质及电气性质，包括具高频使用、低介电常数、低损耗因子、高热稳定性、高玻璃化转变温度及低吸湿率的物理特性，尤其是允许使用传统自动化迭层加工，适用于制成高频铜箔基板。本发明的铜箔基板，适用于制成一种高频电路载板。所述铜箔基板的制法，可以连续自动化生产，包括取3片以上的所述预浸渍片层层相迭，再于最上面及最下面各置入一片35 μ m厚的铜箔，在25kg/cm2压力及温度85°C下，保持恒温20分钟，再以5°C /min的加温速率，加温到170°C 190°C后，再保持恒温120分钟，接着慢慢冷却到130°C，以制得厚部 0. 8mm以上的铜箔基板。本发明的复合材料，包含补强材料10 50wt %及浸渍树脂混合物50 90wt %。 其中，所述补强材料选自非织性(Non-woven)玻璃纤维布，非织性液晶聚合物布料、合成纤维布、碳纤维布、PP布、PTFE布或无纺布。选用玻璃纤维布时，可以依据铜箔基板的要求条件而使用不同厚度的玻纤布种， 其中南亚塑料公司生产的玻璃纤维布，有以下不同规格提供选用
权利要求
1.一种应用于高频电路载板的复合材料，其特征在于，包括10 50wt%补强材料及 50 90wt%树脂混合物，其中，所述树脂混合物包含以下成分(a)高分子量聚丁二烯树脂，含70wt%以上的乙烯基，且重均分子量MW大于100，OOOg/ mol,占全部树脂混合物固含量的0 15wt% ；(b)低分子量聚丁二烯树脂，含70wt%以上的乙烯基，且重均分子量丽为1，000 10，000g/mol,占全部树脂混合物固含量的10 40wt% ；(c)改性的聚苯醚热固性树脂，重均分子量MW为1，000 5，000g/mol,占全部树脂混合物固含量的5 35wt%，且选自两末端改性基为羟基、丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、氨基或环氧基的聚苯醚热固性树脂；(d)无机粉体，占全部树脂混合物固含量的0.1 50wt% ；(e)阻燃剂，占全部树脂混合物固含量的10 35wt%；(f)交联剂，占全部树脂混合物固含量的2 10wt%；(g)黏着助剂，占全部树脂混合物固含量的1 10wt%；(h)硬化引发剂；占全部树脂混合物固含量的0.1 3wt% ；其中，所述(a) (c)的总含量，占全部树脂混合物固含量的30 60wt%。
2.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述补强材料选自非织性玻璃纤维布、非织性液晶聚合物布料、合成纤维布、碳纤维布、PP布、PTFE布或无纺布。
3.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述无机粉体选自球型或不规则二氧化硅、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、滑石粉或熏硅石的其中一种以上。
4.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述阻燃剂选自乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、 十四溴二苯氧基苯、十溴二苯乙烷或十溴二苯醚、聚磷酸铵类、磷酸三聚氰胺类、氰尿酸三聚氰胺类、磷腈类的其中一种以上。
5.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述交联剂选自1，3，5-三聚氰酸三烯丙基酯、 三烯丙基异氰脲酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二乙烯苯或1，2，4_苯三甲酸三烯丙酯的其中一种以上。
6.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述黏着助剂为金属活性助剂或硫醇促进剂或其混合。
7.如权利要求6所述的复合材料，其中，所述金属活性助剂选自碱金族、碱土族或锌元素与丙烯酸反应所形成的配位化合物。
8.如权利要求6所述的复合材料，其中，所述硫醇促进剂选自十二烷基硫醇、硫代甘油或硫代三聚氰酸。
9.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述硬化引发剂选自有机的过氧化物，叔丁基异丙苯基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、2，5_ 二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔或1，1_ 二(叔丁基过氧基)_3，3， 5-三甲基环己烷的其中一种，其用量为0. 1 3wt%之间。
10.一种高频铜箔基板，其使用频率达IGHz以上，其特征在于，包含权利要求1所述的复合材料，且介电常数Dk < 3. 2及损耗因子Df < 0. 005。
全文摘要
一种使用频率达1GHz以上的高频铜箔基板，兼具介电常数(Dk)＜3.2、损耗因子(Df)＜0.005，高玻璃化转变温度、高热稳定与低吸湿特性；所述高频铜箔基板包含特殊复合材料，由补强材料浸渍调配的树脂混合物而制得；所述复合材料的树脂混合物，由(a)高分子量聚丁二烯树脂、(b)低分子量聚丁二烯树脂、(c)经过改性的聚苯醚热固性树脂、(d)无机粉体、(e)阻燃剂、(f)交联剂、(g)黏着助剂及(h)硬化引发剂共同调配而成，可以改善纯聚丁二烯太黏加工性不好及聚苯醚树脂(PPE)不好溶解需要加入可塑剂的缺点；尤其，所述复合材料得制成无黏性的预浸渍片，可以使用自动化加工制成所述铜箔基板。
文档编号C08L71/12GK102304264SQ20111024328
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者冯殿润, 廖德超, 陈春来, 陈豪升 申请人:南亚塑胶工业股份有限公司