[發明專利]一種高導熱型復合PCB基板及其制備方法

有效

• 申請號: 202011164288.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112272450B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 劉超;殷青;李茜;袁啟明
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00;H05K1/02;H05K1/03;C08L27/18;C08K9/06;C08K3/38;C08K7/14;C08K7/00;C08K7/24;C08J5/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種高導熱型復合PCB基板及其制備方法，包括以下步驟：步驟1：將含氟偶聯劑和氮化硼分散在良溶劑中得到浸漬液，將浸漬液調節至酸性，然后在浸漬液中浸入玻璃纖維布，將玻璃纖維布從浸漬液中取出并進行堿處理后干燥得到氮化硼/玻璃纖維復合布；步驟2：將氮化硼/玻璃纖維復合布在聚四氟乙烯膠液中進行浸膠后烘干，得到氮化硼/玻璃纖維/聚四氟乙烯半固化片，將多層氮化硼/玻璃纖維/聚四氟乙烯半固化片進行固化處理得到復合PCB基板。本發明適用于高頻、高速數據傳輸的高導熱型PCB基板的大規模生產，該方法在高頻、高速型PCB基板領域具有重要的實際意義和推廣價值。

技術領域

本發明屬于先進復合材料科學技術領域，具體屬于一種高導熱型復合PCB基板及其制備方法。

背景技術

隨著5G通信的快速發展，集成電路芯片和電子元器件體積不斷縮小，而集成度和組裝密度不斷提高，導致其工作功耗和發熱量的急劇增大，因此，PCB基板材料需要高導熱系數來散熱，以延長電子設備的壽命。同時，隨著工作頻率的提高，需要使用低介電常數和低介電損耗的電子封裝和基材來提高信號傳輸速度，減少信號強度的損失。因此，用于5G通訊的PCB基板材料，除了對介電性能有嚴格要求外，還亟需解決導熱的問題。

聚四氟乙烯(PTFE)具有出色的介電性能、化學惰性和較高的熱穩定性，因此被廣泛用于電子封裝和基材行業。但是，像大多數聚合物一樣，由于分子鏈的隨機取向，PTFE的導熱系數非常低(0.2～0.3W/m·K)，無法滿足電子設備的有效散熱要求。為了提高聚合物的導熱系數，摻入高導熱填料是一種有效的方法。但常規導熱填料的引入常會對其介電性能造成影響。氮化硼(BN)具有高比表面積、良好的導熱性和優異的絕緣性能，在電子封裝材料中得到了廣泛的應用。此外，隨著BN填料的引入，聚合物復合材料在較寬的溫度和頻率范圍內也表現出較低的熱膨脹系數和優異的介電穩定性。然而，BN作為一種無機填料，其與聚合物基體的界面相容性較差，從而極大地增強了其界面熱阻，不利于制備具有優異絕緣性能的高導熱PCB基板材料。

此外，PTFE在高溫下的機械性能較差，在PCB基板中常通過具有良好絕緣性、耐熱性、抗腐蝕性和機械性能的玻璃纖維(GF)作為增強填料來對其機械性能進行增強。但是GF表面含有大量硅羥基，極易吸水。而GF與PTFE本身相容性較差，一方面會導致其復合PCB基板吸水性較高；另一方面不良的界面相容性會在復合材料中引入缺陷并導致較高的界面熱阻，從而降低導熱系數的提高效率。同時，復合PCB基板的吸水會加劇填料與聚合物基體之間的電性能差異，導致界面極化較強，從而提高其介電常數和介電損耗。

因此，為了構筑具有高導熱性的PCB基板，導熱填料與樹脂基體的相容性是關鍵。此外，導熱填料、增強填料以及聚合物基體三者間的相容性更是決定其PCB基板與電子產品性能的關鍵。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種高導熱型復合PCB基板及其制備方法，本發明公開的制備方法具有簡單、高效且性能穩定的特點，不僅能夠通過改性劑將BN與GF進行有機復合，而且能夠保障其復合體與PTFE之間的相容性，從而制備出介電常數穩定、介電損耗小且導熱性能優異的PCB基板。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高導熱型復合PCB基板的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將含氟偶聯劑和氮化硼分散在良溶劑中得到浸漬液，將浸漬液調節至酸性，然后在浸漬液中浸入玻璃纖維布，將玻璃纖維布從浸漬液中取出并進行堿處理后干燥得到氮化硼/玻璃纖維復合布；

步驟2：將氮化硼/玻璃纖維復合布在聚四氟乙烯膠液中進行浸膠后烘干，得到氮化硼/玻璃纖維/聚四氟乙烯半固化片，將多層氮化硼/玻璃纖維/聚四氟乙烯半固化片進行固化處理得到復合PCB基板。

進一步的，所述步驟1中含氟偶聯劑取0.1～5份，所述氮化硼取5～20份，所述氮化硼的粒徑或尺寸為70nm～50μm，所述良溶劑取100～5000份。

進一步的，所述浸漬液調節至酸性的pH值范圍為2～5。