本发明属于电子元器件领域,具体来说,属于微波电子元器件领域,更进一步来说,属于微波电子元器件陶瓷材料领域。
背景技术:
随着微波通讯、有源相控阵雷达、无人驾驶车载雷达等高端电子产品的发展。高频信号传输特性设计要求其微波电路板必须具备低介电、低损耗、低热膨胀系数,加工尺寸稳定型好的特点,而碳氢树脂主要由聚丁二烯、聚苯乙烯、聚丙烯等材料组成,其自身介电常数2.4~2.8,介电损耗0.0002~0.0006之间,电性能优异,常常被用于加工覆铜板,通过交联固化反应得到热固性碳氢聚合物,保证pcb加工过程中尺寸稳定性问题,而目前碳氢树脂类覆铜板主要采用玻璃纤维布做增强材料,无机瓷粉做填料的方式复合制备,采用传统浸渍工艺生产,该方法制备的覆铜板存在x、y方向电性能差异性的问题,随着通信领域应用频段的提升,此类覆铜板弊端越发明显,而本发明针对提出高比例陶瓷填料填充碳氢树脂制备方法,从而保证覆铜板电性能的各向同性,且热膨胀系数较低,提升覆铜板使用频段。
有鉴于此,特提出本发明。
技术实现要素:
本发明的目的是:解决现有玻璃纤维布无机瓷粉填充碳氢树脂类覆铜板存在x、y方向电性能差异性的问题。
本发明采取的技术构思是:取消玻璃纤维布,采用高比例陶瓷填料填充碳氢树脂制备方法代替传统的玻璃纤维布浸渍工艺,通过轧浆或者高速搅拌的方式,使陶瓷材料在碳氢树脂内均匀分散,从而解决玻璃纤维布浸渍方式各向异性的问题,即解决了陶瓷填料填充碳氢树脂制备高频微波复合介质基板制备困难的问题。同时,制备过程通过多层丝网印刷的方式制备板材,厚度均匀性控制较好,单层膜厚精度可控制在±0.2μm以内。
为此,本发明提供一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,包括如下步骤:
(1)陶瓷填料使用硅烷偶联剂进行表面处理,陶瓷填料可为二氧化硅、钛钡微介质陶瓷、二氧化钛、钛酸钙、钛酸锶材料中的一种或多种,硅烷偶联剂为三甲氧基硅烷偶联剂、氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂、苯氨基三甲氧基硅烷偶联剂中的一种或多种(两种以上),其中硅烷偶联剂用量为陶瓷填料质量的1wt%~3wt%;
(2)将表面处理好的陶瓷填料与碳氢树脂、固化剂按比例称量,加入适量溶剂调整黏度,其中,按重量百分比,陶瓷粉体含量在70%~80%,碳氢树脂含量在20%~30%之间,固化剂含量在1%~3%之间,溶剂含量为陶瓷粉体重量的20%~40%,使用混料装置进行充分混合,混料装置为轧浆设备或搅拌设备;
(3)混合完成的浆料使用浆料脱泡装置进行脱泡,脱泡时间20min~60min;
(4)脱泡完成的浆料在铜箔表面进行丝网印刷,印刷完成后进行低温烘干,再多次重复丝网印刷过程,到达需求厚度后停止,并在表面覆铜箔;印刷单层膜厚10μm~20μm之间,烘干温度为45℃~70℃,5min~10min;
(5)将两面覆铜箔板材,进行热压烧结,热压烧结温度为220℃~270℃,压力位2mpa~5mpa,制成陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板,使用该方法可通过调整陶瓷填料种类以及含量,实现介电常数连续可调,制备的板材介电常数3.2~10.2。
所述一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,具有如下特点:
取消玻璃纤维布,采用高比例陶瓷填料填充碳氢树脂制备方法代替传统的玻璃纤维布浸渍工艺,通过轧浆或者高速搅拌的方式,使陶瓷材料在碳氢树脂内均匀分散,从而解决玻璃纤维布浸渍方式各向异性的问题,同时,制备过程通过多层丝网印刷的方式制备板材,厚度均匀性控制较好,单层膜厚精度可控制在±0.2μm以内。
所述方法制备的陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板,板材介电常数3.2~10.2,连续可调。
对于高频微波复合介质基板行业发展至关重要。
所述一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,广泛应用于微波通讯、有源相控阵雷达、无人驾驶车载雷达等高端电子产品等现代微波电子通讯领域。
附图说明
无。
具体实施方式
一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,具体实施步骤如下:
(1)对陶瓷粉体使用硅烷偶联剂进行表面处理,硅烷偶联剂使用量为陶瓷粉体的2%;
(2)按(1-a-b)陶瓷粉体+a碳氢树脂+b固化剂,进行配比,其中a、b为重量百分比,陶瓷粉体、碳氢树脂以及固化剂总质量分数为1,加入适量环己烷作为溶剂,调整黏度,使用搅拌装置或轧浆装置混合均匀;陶瓷粉体含量在70%~80%,碳氢树脂含量在20%~30%之间,固化剂含量在1%~3%之间,碳氢树脂为聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物、聚异戊二烯中的一种或几种,陶瓷粉体为二氧化钛、二氧化硅、钛酸钡中的一种或多种(两种以上);
(3)使用脱泡机对浆料进行脱泡处理;脱泡时间30min;
(4)使用铜箔作为载体,进行表面丝网印刷,印刷完成后烘箱烘干,烘干温度为60℃、时间10min;
(5)重复丝网印刷过程,直到要求厚度,在表面覆一层铜箔;丝网印刷速度为50mm/s~100mm/s,印刷间隙为0.7mm~1.0mm,压力为3kg~4.2kg;
(6)对板材进行热压烧结,热压烧结温度为250℃,烧结时间为2h,压力位3mpa。
制备材料数据如表1所示:
最后应说明的是:上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,本发明包括但不限于以上实施例,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡符合本发明要求的实施方案均属于本发明的保护范围。
1.一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)陶瓷填料使用硅烷偶联剂进行表面处理,所述硅烷偶联剂用量为所述陶瓷填料重量的1wt%~3wt%;
(2)将表面处理好的陶瓷填料与碳氢树脂、固化剂按比例称量,加入适量溶剂调整黏度;按重量百分比,所述陶瓷粉体含量为70%~80%,所述碳氢树脂含量为20%~30%,所述固化剂含量为1%~3%,所述溶剂含量为陶瓷粉体重量的20%~40%,使用混料装置进行充分混合;
(3)混合完成的浆料使用浆料脱泡装置进行脱泡,脱泡时间20min~60min;
(4)脱泡完成的浆料在铜箔表面进行丝网印刷,印刷完成后进行低温烘干,再多次重复丝网印刷过程,到达需求厚度后停止,并在表面覆铜箔;
(5)将两面覆铜箔板材,在烧结温度为220℃~270℃、压力为2mpa~5mpa的条件下进行热压烧结,制成陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述陶瓷填料可为二氧化硅、钛钡微介质陶瓷、二氧化钛、钛酸钙、钛酸锶材料中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂为三甲氧基硅烷偶联剂、氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂、苯氨基三甲氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述混料装置为轧浆设备或搅拌设备。
5.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述丝网印刷浆料的单层膜厚为10μm~20μm。
6.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述低温烘干的烘干温度为45℃~70℃,烘干时间为5min~10min。
7.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的板材介电常数为3.2~10.2,所述板材介电常数连续可调。
8.如权利要求1所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,具体实施步骤如下:
(1)对陶瓷粉体使用硅烷偶联剂进行表面处理,硅烷偶联剂使用量为陶瓷粉体的2%;
(2)按(1-a-b)陶瓷粉体+a碳氢树脂+b固化剂,进行配比,所述a、b为质量百分比,陶瓷粉体、碳氢树脂以及固化剂总质量分数为1,加入适量环己烷作为溶剂,调整黏度,使用搅拌装置或轧浆装置混合均匀;
所述陶瓷粉体含量在70%~80%,所述碳氢树脂含量在20%~30%之间,所述固化剂含量在1%~3%之间;
(3)使用脱泡机对浆料进行脱泡处理,脱泡时间30min;
(4)使用铜箔作为载体,进行表面丝网印刷,印刷完成后烘箱烘干,烘干温度为60℃,烘干时间10min;
(5)重复丝网印刷过程,直到要求厚度,在表面覆一层铜箔;丝网印刷速度为50mm/s~100mm/s,印刷间隙为0.7mm~1.0mm,压力为3kg~4.2kg;
(6)对板材进行热压烧结,热压烧结温度为250℃,烧结时间为2h,压力位3mpa。
9.如权利要求8所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述碳氢树脂为聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物、聚异戊二烯中的一种或多种。
10.如权利要求8所述的一种陶瓷填充型碳氢树脂覆铜板的生产方法,其特征在于,所述陶瓷粉体为二氧化钛、二氧化硅、钛酸钡中的一种或多种。