采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法技术

本发明专利技术属于高频覆铜板制备技术领域，具体的涉及一种采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法。将氧化铝、氧化钛、氧化硅按比例混合研磨后，进行烧结，然后进行研磨，制备得到陶瓷填料；将陶瓷填料与KH560水溶液混合，制备得到分散液；向PTFE乳液中加入分散液，制备得到乳液；将乳液放入静电纺丝设备中，调整静电纺丝设备喷头与铜箔的接收距离为8

【技术实现步骤摘要】
采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法


[0001]本专利技术属于高频覆铜板制备
，具体的涉及一种采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法。

技术介绍

[0002]覆铜板主要应用于电子信息领域，作为信号传输的载体，是实现高频、高速、大容量传输和储存信息功能的重要基材。在卫星导航系统、5G信号传输系统、雷达等通讯系统中，可以满足信号传输的频率和速度，也可保证信号传输的质量。近年来随着电子元器件大功率化、线路板材超薄化等趋势越来越明显，便对覆铜板的介电性能和散热性能也有了更高的的要求。
[0003]目前采用聚四氟乙烯制备覆铜板的方法，一般是将聚四氟乙烯分散液、润滑剂、短纤或玻纤布等按照特定配方混合均匀，进行熟化、预成型、压延得到生基片，将干燥后的生基片覆盖铜箔进行烧结，在真空层压机中保压冷却到室温即可制得聚四氟乙烯覆铜板。但是采用短纤增强型或者玻纤布增强的方式制得的基板，尺寸大小不好控制，表面相对粗糙，板材的介电性能相对差一些，也不易平衡介电常数Dk与热膨胀系数CTE的性能，使得产品的稳定性不高，生产成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：提供一种采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法。采用该工艺方法制备得到的高频覆铜板具有低介电常数和低吸水率。
[0005]本专利技术所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，由以下步骤组成：
[0006](1)将氧化铝、氧化钛、氧化硅按照一定比例混合研磨均匀后，于1100<br/>‑
1150℃下烧结，然后对烧结产物进行研磨，制备得到陶瓷填料；
[0007](2)将步骤(1)制备得到的陶瓷填料与硅烷偶联剂KH560水溶液混合，制备得到分散液；
[0008](3)向PTFE乳液中加入步骤(2)制备得到的分散液，搅拌均匀制备得到乳液；
[0009](4)在一定的工作环境中，将步骤(3)制备得到的乳液放入静电纺丝设备中，调整静电纺丝设备喷头与铜箔的接收距离为8
‑
15cm；
[0010](5)静电纺丝设备开启后直接喷印在铜箔表面，于铜箔两面喷印形成膜，控制单面铜箔上膜的厚度为0.002mm
‑
1mm；
[0011](6)将步骤(5)制备得到的制品放入高温热压机中进行烧结、压制；
[0012](7)将制品从高温热压机中取出，于室温下静置2
‑
2.5h，制备得到采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板。
[0013]其中：
[0014]步骤(1)中所述的将氧化铝、氧化钛、氧化硅按照7
‑
9％:23
‑
26％:14
‑
16％的质量
比混合，使用球磨机进行研磨，使研磨后的颗粒通过180目的网筛；优选的，氧化铝、氧化钛、氧化硅按照8％:25％:15％的质量比混合。
[0015]步骤(1)中所述的于1100
‑
1150℃下烧结150
‑
155min，然后对烧结产物使用球磨机进行研磨，使研磨后的颗粒能通过250目的网筛，制备得到陶瓷填料。
[0016]步骤(2)中所述的硅烷偶联剂KH560水溶液的质量浓度为0.5％
‑
1％。
[0017]步骤(2)中所述的硅烷偶联剂KH560水溶液的质量占陶瓷填料质量的0.1％
‑
2％。
[0018]以重量百分数计，PTFE乳液占PTFE乳液与陶瓷填料质量和的80
‑
85％，陶瓷填料占PTFE乳液与陶瓷填料质量和的15
‑
20％。
[0019]步骤(3)中所述的搅拌混合温度控制在240
‑
244℃，搅拌时间为15
‑
20min，混合过程中不易使用剧烈的搅拌方式，以防止PTFE纤维化破坏。
[0020]步骤(4)中所述的工作环境温度为20
‑
26℃、环境湿度为30
‑
50％。
[0021]步骤(4)中所述的静电纺丝设备推进速率设置为0.45
‑
0.8mL/h，滚筒转速调为300
‑
500r/min，静电纺丝所施电压：正极为18
‑
25KV，负极为1
‑
3KV。
[0022]步骤(6)中所述的烧结温度为380
‑
382℃、烧结压力为26.5
‑
27.5MPa，保温时间为4
‑
4.5h。
[0023]材料的介电常数和介电损耗正切值是影响高频高速信号传输的重要因素，因此选择具有低介电常数、极低的热膨胀系数同时又兼顾成本的材料尤为重要。PTFE作为介电性能最好的高分子材料，无疑是制作覆铜板基材的最佳选择，而且通过添加陶瓷填料的方式，可最有效的降低PTFE的热膨胀系数。同时采用增材制造的方式，将材料直接打印在铜箔的表面，进行多层复合。
[0024]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，采用增材制造的方式制作的PTFE基板，使得纵横向拉伸强度均提高到50MPa以上；材料的热膨胀系数几乎与铜箔的相一致，XY轴上的热膨胀系数＜14ppm/℃，Z轴的热膨胀系数＜40ppm/℃。
[0026](2)本专利技术所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，高频覆铜板的介电常数明显降低，介电常数在2.2～10.2
±
0.05之间，保证信号的高速传输能力，比介电常数约为4.9的传统普通覆铜板的信号传输速度快了约40％。
[0027](3)本专利技术所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，基材具有优异的耐热性、高可靠性、低介电常数等性能优点，同时兼顾低成本和优异的XY
‑
CTE和Z
‑
CTE的同时，介电常数Dk达到了较低水平，特别适用于高频高速用覆铜板基材。
[0028](4)采用本专利技术所述的工艺制备得到的高频覆铜板，10GHz频率下，高频介质损耗角正切值在0.0007～0.004之间，介质电导和极化的滞后效应明显减弱，电能或信号的损失减小；且高频覆铜板的吸水率＜0.025％。
[0029](5)采用本专利技术所述的工艺制备得到的高频覆铜板，金属层剥落强度大于2.0N/mm2，减轻了PTFE材料具有防粘性的约束。
具体实施方式
[0030]以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。
[0031]实施例1
[0032]本实施例1所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，由以下步骤组成：
[0033](1)将氧化铝、氧化钛、氧化硅按照一定比例混合研磨均匀后，于1150℃下烧结，然后对烧结产物进行研磨，制备得到陶瓷填料；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，其特征在于：由以下步骤组成：(1)将氧化铝、氧化钛、氧化硅按照一定比例混合研磨均匀后，于1100
‑
1150℃下烧结，然后对烧结产物进行研磨，制备得到陶瓷填料；(2)将步骤(1)制备得到的陶瓷填料与硅烷偶联剂KH560水溶液混合，制备得到分散液；(3)向PTFE乳液中加入步骤(2)制备得到的分散液，搅拌均匀制备得到乳液；(4)在一定的工作环境中，将步骤(3)制备得到的乳液放入静电纺丝设备中，调整静电纺丝设备喷头与铜箔的接收距离为8
‑
15cm；(5)静电纺丝设备开启后直接喷印在铜箔表面，于铜箔两面喷印形成膜，控制单面铜箔上膜的厚度为0.002mm
‑
1mm；(6)将步骤(5)制备得到的制品放入高温热压机中进行烧结、压制；(7)将制品从高温热压机中取出，于室温下静置2
‑
2.5h，制备得到采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板。2.根据权利要求1所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，其特征在于：步骤(1)中所述的将氧化铝、氧化钛、氧化硅按照7
‑
9％:23
‑
26％:14
‑
16％的质量比混合，使用球磨机进行研磨，使研磨后的颗粒通过180目的网筛。3.根据权利要求2所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，其特征在于：步骤(1)中所述的将氧化铝、氧化钛、氧化硅按照8％:25％:15％的质量比混合，使用球磨机进行研磨，使研磨后的颗粒通过180目的网筛。4.根据权利要求1所述的采用增材制造PTFE的方式加工高频覆铜板的工艺方法，其特征在于：步骤(1)中所述的于1100
‑
1150℃下烧结150
‑
155min，然后对烧结产物使用球磨机进行研磨，使研磨后的颗粒能...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣钦功，
申请(专利权)人：山东森荣新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：