一种低温飘系数高介电常数的高频覆铜板及其制备方法与流程

本发明属于覆铜板，具体涉及一种低温飘系数高介电常数的高频覆铜板及其制备方法。

背景技术：

1、覆铜板，全称覆铜箔层压板，作为电子工业的基础材料，具有重要的用途，主要由基板、铜箔构成。覆铜板的基板一般为高分子合成绝缘树脂和增强材料制成的绝缘层压板，常用的高分子合成树脂有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等，常用的增强材料包括木浆纸、玻纤布等。

2、高介电常数聚四氟乙烯基材高频覆铜板材料在在航空、航天等高科技领域取得了非常广泛的应用。现有技术采用陶瓷填料做填充，编制玻璃纤维为增强材料，开发了具有高介电常数的聚四氟乙烯高频覆铜板，可实现各种程度的电路小型化，广泛使用于微带天线，地面雷达监视系统，小型化电路贴片天线，低噪音功率放大器，飞机防撞系统等应用中。但是高介电常数的聚四氟乙烯高频覆铜板具有一个明显的缺陷，其介电常数随使用温度的变化有比较大的变化，特别是在高频率下，即介电常数的温漂系数比较大，在使用环境温度相差大的情况下就会造成介电常数的变化，产生相位差，影响信号的传输。

3、中国专利cn109336461b公开了一种ptfe基微波复合介质基板及其制备方法，将高介钙钛矿型陶瓷与聚四氟乙烯混合，模压，真空热压，得到ptfe基微波复合介质基板，但是ptfe的表面能低，与高介钙钛矿型陶瓷间作用力弱、相容性差，且高介钙钛矿型陶瓷与聚四氟乙烯混合的方式为干法混合，容易造成混合不均匀，进而影响介电材料性能的稳定性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种低温飘系数高介电常数的高频覆铜板及其制备方法，来解决现有技术中聚四氟乙烯高频覆铜板介电常数的温漂系数大等问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种低温飘系数高介电常数的高频覆铜板的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一、将2,5-二乙烯基-对苯二胺加入n,n-二甲基乙酰胺中，溶解，溶解完全后，滴加加入均苯四甲酸二酐溶液，反应，反应结束后，加入3-甲基吡啶和乙酸酐，继续反应，反应结束后，沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到聚酰亚胺；

5、步骤二、陶瓷粉体经烧结，粉碎，筛分，得到预处理后的陶瓷粉体，将预处理后的陶瓷粉体加入到γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中，反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到烯基改性陶瓷粉体；

6、将聚四氟乙烯微粉进行预辐照处理后，加入到表面活性剂溶液中，搅拌，得到聚四氟乙烯悬混液，向聚四氟乙烯悬混液中加入聚酰亚胺、烯基改性陶瓷粉体、阻聚剂和敏化剂，反应，反应结束后，纯化，干燥，得到改性陶瓷粉体；

7、步骤三、将聚四氟乙烯微粉、改性陶瓷粉体加入到表面活性剂溶液中，搅拌，得到聚四氟乙烯胶液；

8、步骤四、将玻纤布置于聚四氟乙烯胶液中浸渍，浸渍完成后，干燥，烧结，重复浸渍、干燥、烧结处理3次，得到浸渍胶片；

9、步骤五、在浸渍胶片的上下表面覆以铜箔，再将其放置在两块钢板中间，热压，制得低温飘系数高介电常数的高频覆铜板。

10、优选地，所述步骤一中，溶解的条件为：在惰性气体保护下、控制溶解温度为0-5℃。

11、优选地，所述步骤一中，2,5-二乙烯基-对苯二胺、n,n-二甲基乙酰胺、均苯四甲酸二酐溶液、3-甲基吡啶、乙酸酐的质量比为16:(150-200):(65-70):(9.5-10):(100-105)；反应的条件为：在惰性气体保护下、0-5℃温度下反应36-48h；继续反应的条件为：在惰性气体保护下、0-5℃温度下反应36-48h。

12、优选地，所述均苯四甲酸二酐溶液包括均苯四甲酸二酐、n,n-二甲基乙酰胺配制而成，均苯四甲酸二酐、n,n-二甲基乙酰胺的质量比为1:2。

13、优选地，所述步骤二中，陶瓷粉体经的烧结的条件为：在空气的气氛中，950-1150℃温度下烧结1-3h。

14、优选地，所述步骤二中，预处理后的陶瓷粉体与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液的质量比为1:55-65；反应的条件为：60-70℃温度下反应60-90min。

15、进一步地，所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙醇水溶液配制而成，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙醇水溶液的质量比为0.5-1:54.5-64。

16、进一步地，所述乙醇水溶液为95wt％乙醇水溶液。

17、优选地，所述陶瓷粉体包括微波介质陶瓷粉体。

18、优选地，所述步骤二中，聚四氟乙烯微粉进行预辐照处理，包括：将聚四氟乙烯微粉在空气气氛中、室温下，置于60co放射源中进行γ射线辐照处理，放射性活度为1.85×1014bq，辐照时间为1-2h。

19、进一步地，所述聚四氟乙烯微粉的粒径为5-20μm。

20、优选地，所述步骤二中，聚四氟乙烯微粉、表面活性剂溶液、聚酰亚胺、烯基改性陶瓷粉体、阻聚剂、敏化剂的质量为(30-50):(100-200):(20-30):(20-40):(0.01-0.05):(0.15-0.25)，反应的条件为：在惰性气体保护下、65-75℃温度下反应4-6h。

21、进一步地，所述表面活性剂溶液包括乙氧基全氟辛基乙醇与去离子水配制而成，乙氧基全氟辛基乙醇与去离子水的质量比为1:10。

22、进一步地，所述阻聚剂包括硫酸亚铁铵，所述敏化剂包括浓硫酸。

23、进一步地，所述浓硫酸包括98wt％硫酸。

24、优选地，所述步骤二中，纯化包括：离心，去除上层液，洗涤离心沉淀物，再次离心，重复洗涤、离心过程8-10次。

25、优选地，所述步骤三中，聚四氟乙烯微粉、改性陶瓷粉体、表面活性剂溶液的质量比为(100-200):(200-300):(200-400)。

26、进一步地，所述表面活性剂溶液包括非离子型表面活性剂与去离子水配制而成，非离子型表面活性剂与去离子水的质量比为(5-10):100。

27、进一步地，所述非离子型表面活性剂包括丙二醇嵌段聚醚和支链醇聚氧乙烯醚。

28、进一步地，丙二醇嵌段聚醚与支链醇聚氧乙烯醚的质量比1:1。

29、优选地，所述步骤四中，浸渍温度为10-25℃，浸渍时间为10-20min，浴比为1:10；干燥的条件为：100℃温度下烘干10-20min；烧结的条件为：400℃温度下烧结5-10min。

30、优选地，所述步骤五中，热压的条件为：在370℃温度下，400psi压力下，热压100-120min。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

32、本发明中，以聚四氟乙烯作为制备覆铜板的树脂基体，具有绝缘电阻高、加工性能好、介电损耗小等优点，通过加入高介电性能的陶瓷粉体，能够有效提高覆铜板的介电常数，制得的覆铜板具有介电常数高、介电损耗低、温飘系数低等特点，即使在高频率下，介电常数随使用温度的变化小，信号传输稳定性高，能够应用制备小型化微带天线等设备；

33、本发明中的陶瓷粉体经过改性处理，其中，烧结处理能够使陶瓷粉体表面被高温氧化，氧化后的陶瓷粉体表面存在大量的羟基基团，从而有利于陶瓷粉体与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的反应，制得烯基改性陶瓷粉体；2,5-二乙烯基-对苯二胺与均苯四甲酸二酐反应，制得含有烯基的聚酰亚胺；聚四氟乙烯微粉在空气条件下辐照，产生链端过氧自由基(链端自由基-cf2-cf2-o-o·)，辐照处理后的聚四氟乙烯能够与烯基改性陶瓷粉体和含有烯基的聚酰亚胺反生共聚接枝，制得改性陶瓷粉体；改性陶瓷粉体中，聚四氟乙烯分子的存在，有效克服了无机陶瓷材料与聚四氟乙烯间作用力弱、相容性较差的问题，提高覆铜板性能的稳定性；聚酰亚胺具有良好的电绝缘性，介电强度高，介电损耗小，电性能的频率变化小，引入聚酰亚胺，能够与聚四氟乙烯进行性能互补，提高绝缘树脂的综合性能。