CN109942921B - 一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，由下述重量份的原料组成：有机聚合物25‑50份，无机填料30‑65份，交联剂5‑10份，固化剂3‑10份，偶联剂2‑5份。由本发明高频覆铜板组合物制得的覆铜板基材具有低介电常数、低介质损耗，耐热性好，热膨胀系数低，吸水率低等优点，能够满足通信天线对印刷电路板基材的要求。
Description
技术领域
本发明属于覆铜板技术领域，涉及一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物。
背景技术
现代信息技术的进步使数字电路进入信息处理高速化，信号传输高频化阶段，对微波介质电路基板介电常数和介电损耗提出了更高的要求。特别是对于无线电通信，天线作为重要的前端发射和接收器件，其使用材料的差异将直接影响到通信的质量，其中很多专利都提到了使用聚苯醚和聚四氟乙烯可作为高频线路板基材的材料。
聚苯醚树脂是适合用于高频设备中的线路板材料，因为聚苯醚树脂具有良好的高频特性，如低介电常数、低介质损耗等，但聚苯醚树脂的一个缺点是其具有高熔性，造成线路板加工过程中发生加工缺陷如孔隙等，导致线路板质量不可靠。改性聚苯醚能很好的解决以上难点，但是改性聚苯醚分子量分布不易控制，改性聚苯醚分子量过大，得到的电路基板一致性差，分子量过小，得到的电路基板耐热性差，且基板耐湿性、膨胀系数方面完全达不到要求，根本无法应用到要求低膨胀系数和低吸水率的通信天线基材上。
聚四氟乙烯具有最好的介电常数及介质损耗因子，但用其做成覆铜板所需的成型层压温度需350℃以上，对设备要求较高，并且由于聚四氟乙烯材料的憎水性及其极性低的特性，其印制板孔金属化不同于常规的印制板，对它进行孔金属化和电镀是很困难的。对于聚四氟乙烯高频印制电路板的孔金属化制造，需要使用到如四氢呋喃、强酸强碱等高强氧化性、腐蚀性的溶液做化学沉铜前的活化前处理，存在着工艺复杂、气味难闻，且严重污染环境等不利因素。同时聚四氟乙烯属于热塑性树脂，随着温度变化，尺寸涨缩非常明显，对于通信天线需要经历日昼冷热交替的变化，给基材上的元器件带来的伤害是非常大的，故聚四氟乙烯也不适合应用于通信天线基材。
因此，研发出一种低介电常数、低介质损耗，耐热性好，热膨胀系数低，吸水率低的应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有低介电常数、低介质损耗，耐热性好，热膨胀系数低，吸水率低等优点的应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，解决目前技术存在的缺陷和不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，由下述重量份的原料组成：
有机聚合物25-50份；
无机填料30-65份；
交联剂5-10份；
固化剂3-10份；
偶联剂2-5份。
进一步，上述有机聚合物为聚氯丁二烯、异戊二烯-异丁基的共聚物、溴化异戊二烯-异丁基的共聚物、丁二烯-丙烯腈的共聚物中的至少两种的混合物。
采用上述进一步的有益效果是：上述聚合物的介电性能非常优异，其中聚氯丁二烯、溴化异戊二烯-异丁基含有卤素元素氯和溴，具备阻燃功能，不需要额外添加阻燃剂，即可达到阻燃效果，异戊二烯-异丁基的共聚物和丁二烯-丙烯腈的共聚物含有碳碳双键，用于交联，高温下进行交联固化，而使它们在固化后呈现出较大的交联密度，可提供稳定的介电强度和机械性能，并具有更大的韧性和耐热性能，同时以上几种烯类共聚物极性非常低，赋予其交联固化后的基材具有优异的憎水性，即低吸水性，可降低基材在高湿条件下的吸水率，同时可以提高基材的耐金属离子迁移性。
进一步，上述有机聚合物为聚氯丁二烯、异戊二烯-异丁基的共聚物、溴化异戊二烯-异丁基的共聚物、丁二烯-丙烯腈的共聚物中的任一种或至少两种的混合物。
进一步，上述聚氯丁二烯的分子量为50000～150000，所述异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为2000～20000，所述溴化异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为2000～20000，所述丁二烯-丙烯腈的共聚物分子量为5000～10000。
优选地，上述聚氯丁二烯的分子量为90000～111000,所述异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为5000～15000，所述溴化异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为5000～15000，所述丁二烯-丙烯腈的共聚物分子量为6000～8000。
更优选地，上述聚氯丁二烯的分子量为90000～111000；所述异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为8000～12000；所述溴化异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为8000～12000。
进一步，上述无机填料为空心二氧化锡、硅灰石、空心硅酸铝、空心二氧化锆、空心氧化铝中的任一种或至少两种的混合物。
采用上述进一步的有益效果是：上述无机填料可提高基材的耐热性，提升基材阻燃能力，可提高或调整基材的介电常数，提高基材的导热系数，提高基材的抗弯曲强度。一方面，随着无机填料的添加比例提高，可以大幅降低基材的膨胀系数，对冷热交替下维持基材的尺寸稳定性有着非常大的作用；另一方面，加入空心类无机填料后，可以明显降低基材的密度，对于通信天线要求基材大面积设计原则，往往要求基材轻质，加入空心类无机填料会达到上述效果。
进一步，上述交联剂为三烯丙基异脲氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、二烯丙基双酚A、二乙烯基苯中的任一种或至少两种的混合物。
采用上述进一步的有益效果是：上述交联剂可提高固化后树脂体系的交联密度，从而提高树脂体系的耐热性和拉伸强度。
进一步，上述固化剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷，2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷，过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的任一种或至少两种的混合物。
采用上述进一步的有益效果是：上述固化剂加入树脂体系中可以加速具有烯烃反应特性的多烯物质的固化反应，提高生产效率。
进一步，上述偶联剂为铝锆偶联剂、锆酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、锡偶联剂中的任一种或至少两种的混合物。
采用上述进一步的有益效果是：上述添加剂对无机填料进行表面处理，可以改进填料在聚合物基质中的分散性，并且减少电路基材的吸水性。
本发明的有益效果是：本发明应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物同时具有介电常数低、介质损耗低，耐热性好，热膨胀系数低，吸水率低等有益效果。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1-12
下述实施例1-12和对比例1-9中覆铜板基材的制备方法为：将本发明应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物的原料加入二甲苯中搅拌均匀，再用二甲苯调制合适黏度(粘度在15-30秒，4号粘度杯测试)制得胶液，使用1080玻璃纤维布浸渍胶液，烘干去除溶剂得到半固化片，半固化片两侧覆盖厚度为1盎司(35um厚)铜箔，经热压机，控制料温在230-270℃，并保温180min，压合而成，实施例1-12的原料配比见表一，比较例1-9的原料配比见表二，实施例1-12制得的覆铜板基材性能见表三，比较例1-9制得的覆铜板基材性能见表四。
性能测试方法如下：
1、剥离强度：按照IPC-TM-6502.4.9规定测试；
2、含铜漂锡：将含铜样品漂在288℃锡炉锡液表面，记录爆板分层时间；
3、吸水率：为浸泡24小时前后重量差值相对于浸泡前样品重量的比率；
4、热膨胀系数Z轴CTE(TMA)：按照IPC-TM-6502.4.24.方法进行测定；
5、介电性能：SPDR(splitepostdielectricresonator)法进行测试，测试条件为10GHz。
表一 实施例1-12的原料配比表
表二 对比例1-9的原料配比表
表三 实施例1-12制得的覆铜板基材性能表
表四 对比例1-9制得的覆铜板基材性能表
由实施例1-12和对比例1-9覆铜板基材性能对比可知：
实施例1-12的覆铜板基材性能较好，而对比例1-9的覆铜板基材性能远不如本发明；
对比例1中有机聚合物低于15重量份时，基材的剥离强度明显下降；
对比例2中有机聚合物低于15重量份时，同时无机填料高于65重量份时，基材剥离强度明显下降；
对比例3中有机聚合物高于50重量份时，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃非常差，膨胀系数也相对变大，介质损耗也相对变大；
对比例4中有机聚合物高于50重量份时，同时无机填料低于30重量份时，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃变得更差，膨胀系数和介质损耗也相对变差；
对比例5中交联剂低于5重量份时，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃变得更差，膨胀系数和介质损耗也相对变差；
对比例6中交联剂高于11重量份，偶同时联剂大于6重量份时，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃变得更差，吸水率也相对变差；
对比例7中偶联剂低于2重量份，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃变差，基材剥离强度、吸水率也变差；
对比例8中固化剂高于11重量份，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃变得更差，膨胀系数和介质损耗也相对变差；
对比例9中固化剂低于3重量份，基材的耐热性能含铜漂锡T288℃变得很差，膨胀系数和介质损耗也相对变差；
故使用本发明实施例制得的覆铜板基材可以得到同时具有介电常数低、介质损耗低，耐热性好，热膨胀系数低，吸水率低等性能，综合性能强，能够满足通信天线对印刷电路板基材的要求，当任一成分的添加量发生改变不在本发明范围值内时，产品性能降低，因此，本发明应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物的原料组成和配比是一定的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，其特征在于，由下述重量份的原料组成：
有机聚合物 25-50 份；
无机填料 30-65 份；
交联剂 5-10 份；
固化剂 3-10 份；
偶联剂 2-5 份；
所述有机聚合物为聚氯丁二烯和溴化异戊二烯-异丁基的共聚物的混合物，或聚氯丁二烯、异戊二烯-异丁基的共聚物、溴化异戊二烯-异丁基的共聚物和丁二烯-丙烯腈的共聚物的混合物，或聚氯丁二烯、异戊二烯-异丁基的共聚物和溴化异戊二烯-异丁基的共聚物的混合物，或聚氯丁二烯、溴化异戊二烯-异丁基的共聚物和丁二烯-丙烯腈的共聚物的混合物；
所述无机填料为空心二氧化锡、空心硅酸铝、空心二氧化锆、空心氧化铝中的任一种或至少两种的混合物；
所述偶联剂为铝锆偶联剂、锆酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锡偶联剂中的任一种或至少两种的混合物。
2.根据权利要求 1 所述的一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，其特征在于，所述聚氯丁二烯的分子量为 50000～150000，所述异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为2000～20000，所述溴化异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为 2000～20000，所述丁二烯-丙烯腈的共聚物分子量为 5000～10000。
3.根据权利要求 2 所述的一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，其特征在于，所述聚氯丁二烯的分子量为 90000～111000， 所述异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为 5000～15000，所述溴化异戊二烯-异丁基的共聚物分子量为 5000～15000，所述丁二烯-丙烯腈的共聚物分子量为 6000～8000。
4.根据权利要求 1 所述一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，其特征在于，所述交联剂为三烯丙基异脲氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、二烯丙基双酚 A、二乙烯基苯中的任一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求 1 所述一种应用于通信天线基材的高频覆铜板组合物，其特征在于，所述固化剂为 2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、2，3-二甲基-2，3-二苯基丁烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的任一种或至少两种的混合物。
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