一种含氟树脂基材及其制备方法、半固化片、覆铜板和印制电路板与流程

本发明涉及覆铜板制造，具体涉及一种含氟树脂基材及其制备方法、半固化片、覆铜板和印制电路板。

背景技术：

1、因自身特有的化学分子结构，以聚四氟乙烯(ptfe)为代表的含氟树脂具有低介电损耗、高热稳定性和优异的耐化学性等诸多优异的特性，是一种理想的覆铜板基体材料。自含氟树脂问世以来，含氟树脂材料已被广泛用来制作各类高性能的覆铜板。氟树脂本身模量低，强度差，因而在实际应用过程中，通常需要加入陶瓷颗粒来提高材料的模量，进而改善其加工性与机械性能。通常的混合方式都是通过ptfe乳液与陶瓷填料在偶联剂、增稠剂等加工助剂的作用下机械搅拌混均，然后涂布在基材上或采用玻纤布浸渍的方式成型。

2、目前含氟树脂制备的半固化片的方法为，将ptfe乳液、陶瓷填料、偶联剂和增稠剂进行混合制得分散液，然后将通过制浆、玻璃布上胶、烘干得到半固化片，然后进一步通过切片、叠配、高温压合等得到ptfe陶瓷复合高频覆铜板。或者，通过将ptfe分散液涂覆在可离型的基材上，烘烤后将树脂层与基材分离，再经裁剪、叠合和烧结等工艺制备复合介质基板。

3、然而，通过上述乳液混合的方式制得的氟树脂组合物或半固化片，通常需要在高温下进行压合，但是普遍存在与具有超低粗糙度轮廓铜箔的粘接性差的问题。其他制备方法包括：将可溶性聚四氟乙烯，如聚四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚(pfa)和/或聚全氟乙丙烯(fep)与ptfe及陶瓷填料等进行混合制得上胶液，然后通过玻纤布浸渍、烘干制备表面平整、含胶量均匀的半固化片，进而制作ptfe覆铜板，可以在一定程度解决半固化片与超低粗糙度轮廓铜箔粘接的问题。但是若满足足够的粘接强度，需要在基体中大量共混添加可溶性聚四氟乙烯，如pfa或fep，这样会导致基材的耐热性能及介电性能有所降低。

4、因此，本领域亟待解决半固化片与超低粗糙度轮廓铜箔及高频覆铜板相互作用力差的问题，以及ptfe树脂体系大量共混添加可溶性聚四氟乙烯，如pfa或fep造成的材料耐热性能及介电性能下降的问题。

技术实现思路

1、针对ptfe树脂体系大量共混添加可溶性聚四氟乙烯，如pfa或fep造成的材料耐热性能及介电性能下降的问题，本发明提供了一种含氟树脂基材及其制备方法、半固化片、覆铜板和印制电路板。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供了一种含氟树脂基材，所述含氟树脂基材包括陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层和可熔性含氟树脂层，所述可熔性含氟树脂层形成于所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的至少一个表面，所述可熔性含氟树脂层包括可熔性含氟树脂物质，所述可熔性含氟树脂物质包括聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯或乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的一种或多种。

4、可选的，以所述含氟树脂基材的总重量为100％计，所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层在所述含氟树脂基材中的质量百分含量为90％-99％，所述可熔性含氟树脂层在所述含氟树脂基材中的质量百分含量为1％-10％。

5、可选的，所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的厚度范围为10-200μm，所述可熔性含氟树脂层厚度范围为1-25μm。

6、可选的，所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层包括陶瓷增强树脂物质，所述陶瓷增强树脂物质包括聚四氟乙烯树脂和陶瓷填料，所述陶瓷填料包括经过偶联剂处理得到的陶瓷填料。

7、可选的，以所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的总重量为100％计，所述聚四氟乙烯树脂的含量在所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层中的质量百分含量为30％-70％，所述陶瓷填料的含量在所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层中的质量百分含量为30％-70％，所述偶联剂的含量在所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层中的质量百分含量为1％-5％。

8、可选的，所述陶瓷填料包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、钛酸钡、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、钛酸钙、滑石粉、云母、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、硅藻土、浮石粉、膨润土、水镁石、硅灰粉或立德粉玻璃纤维中的一种或多种。

9、可选的，所述偶联剂包括极性偶联剂和非极性偶联剂的组合，所述极性偶联剂和所述非极性偶联剂的质量比为(1:5)-(1:1)。

10、可选的，所述极性偶联剂包括胺基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂中的一种或多种；所述非极性偶联剂包括含氟硅烷偶联剂。

11、本发明第二方面提供了一种含氟树脂基材的制备方法，包括以下步骤：

12、可熔性含氟树脂胶液的制备方法：

13、将所述可熔性含氟树脂物质和溶剂充分混合，形成可熔性含氟树脂胶液；

14、含氟树脂基材的制备方法：

15、将所述可熔性含氟树脂胶液施加所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的至少一个表面形成可熔性含氟树脂层。

16、可选的，所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层由以下制备方法制备得到：

17、将聚四氟乙烯树脂和经过偶联剂处理的陶瓷填料充分混合，加入助挤剂，形成糊状物；

18、将所述糊状物置于挤出机内，制成膜状毛坯；

19、将所述膜状毛坯经过压延、干燥、模压烧结成陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层。

20、可选的，所述助挤剂包括石蜡油、汽油、石油醚、异构烷烃、环硅氧烷中的一种或多种。

21、本发明第三方面提供了一种半固化片，所述半固化片包括上述所述含氟树脂基材。

22、可选的，所述半固化片还包括增强材料，所述含氟树脂基材附着于所述增强材料的至少一个表面。

23、本发明第四方面提供了一种覆铜板，所述覆铜板包含有上述所述的含氟树脂基材和金属箔，所述含氟树脂基材通过所述可熔性含氟树脂层与所述金属箔热熔粘接。

24、本发明第五方面提供了一种印制电路板，所述印制电路板包括上述所述的含氟树脂基材、上述所述半固化片或上述所述覆铜板。

25、根据本发明提供的含氟树脂物质，所述可熔性含氟树脂层通过浸渍涂布、喷涂、流延等方式在陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的其中1个表面或多个表面形成可熔性含氟树脂层；通过将可熔性含氟树脂层设置在陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的表面，减少可熔性含氟树脂物质的用量，保证材料的耐热性以及良好的介电性能，同时最大化强化界面作用力，提高粘接强度；本申请的含氟树脂基材具有高的粘接强度、良好的可靠性、优异的介电性能与耐热性能，可以满足高频高速通信领域对覆铜板材料的功能多元化、复杂化、线路布置高密度化、多层化等各项性能要求。

技术特征：

1.一种含氟树脂基材，其特征在于：所述含氟树脂基材包括陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层和可熔性含氟树脂层，所述可熔性含氟树脂层形成于所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的至少一个表面，所述可熔性含氟树脂层包括可熔性含氟树脂物质，所述可熔性含氟树脂物质包括聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯或乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述含氟树脂基材，其特征在于：以所述含氟树脂基材的总重量为100％计，所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层在所述含氟树脂基材中的质量百分含量为90％-99％，所述可熔性含氟树脂层在所述含氟树脂基材中的质量百分含量为1％-10％。

3.根据权利要求1所述含氟树脂基材，其特征在于：所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的厚度范围为10-200μm，所述可熔性含氟树脂层厚度范围为1-25μm。

4.根据权利要求1所述含氟树脂基材，其特征在于：所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层包括陶瓷增强树脂物质，所述陶瓷增强树脂物质包括聚四氟乙烯树脂和陶瓷填料，所述陶瓷填料经过偶联剂处理得到。

5.根据权利要求4所述含氟树脂基材，其特征在于：以所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的总重量为100％计，所述聚四氟乙烯树脂的含量在所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层中的质量百分含量为30％-70％，所述陶瓷填料的含量在所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层中的质量百分含量为30％-70％，所述偶联剂的含量在所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层中的质量百分含量为1％-5％。

6.根据权利要求4所述含氟树脂基材，其特征在于：所述陶瓷填料包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、钛酸钡、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、钛酸钙、滑石粉、云母、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、硅藻土、浮石粉、膨润土、水镁石、硅灰粉或立德粉玻璃纤维中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述含氟树脂基材，其特征在于：所述偶联剂包括极性偶联剂和非极性偶联剂的组合，所述极性偶联剂和所述非极性偶联剂的质量比为(1:5)-(1:1)。

8.根据权利要求7所述含氟树脂基材，其特征在于：所述极性偶联剂包括胺基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂中的一种或多种；所述非极性偶联剂包括含氟硅烷偶联剂。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的含氟树脂基材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的含氟树脂基材的制备方法，其特征在于：所述陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层由以下制备方法制备得到：

11.根据权利要求10所述含氟树脂基材的制备方法，其特征在于：所述助挤剂包括石蜡油、汽油、石油醚、异构烷烃、环硅氧烷中的一种或多种。

12.一种半固化片，其特征在于：所述半固化片包括如权利要求1-8中任一项所述含氟树脂基材。

13.根据权利要求12所述半固化片，其特征在于：所述半固化片还包括增强材料，所述含氟树脂基材附着于所述增强材料的至少一个表面。

14.一种覆铜板，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的含氟树脂基材和金属箔，所述含氟树脂基材通过所述可熔性含氟树脂层与所述金属箔热熔粘接。

15.一种印制电路板，其特征在于：包括权利要求1-8任一项所述的含氟树脂基材、权利要求12-13任一项所述半固化片或权利要求14所述覆铜板。

技术总结
为克服现有PTFE树脂体系大量添加PFA或FEP造成的材料耐热性能及介电性能下降的问题，本发明提供了一种含氟树脂基材及其制备方法、半固化片、覆铜板和印制电路板，含氟树脂基材包括陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层和可熔性含氟树脂层，可熔性含氟树脂层形成于陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的至少一个表面，可熔性含氟树脂层包括可熔性含氟树脂物质；本发明通过将可熔性含氟树脂层设置在陶瓷增强聚四氟乙烯树脂层的表面，减少可熔性含氟树脂物质的用量，保证材料的耐热性以及良好的介电性能，同时最大化强化界面作用力，提高粘接强度；可以满足高频高速通信领域对覆铜板材料的功能多元化、复杂化、线路布置高密度化、多层化等各项性能要求。

技术研发人员：刘晓锋,武凤伍,缪桦,喻春浩,李智勇
受保护的技术使用者：深南电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11