[發(fā)明專利]一種低介電常數低損耗低熱膨脹系數PTFE基電路基板及其制備方法

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• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112480579A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 李秋影;劉鵬英;張寧
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K13/06;C08K9/10;C08K7/14;C08K7/28;H05K1/03
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本發(fā)明涉及一種低介電常數低損耗低熱膨脹系數PTFE基電路基板及其制備方法，本發(fā)明的PTFE基電路基板中，其中，PTFE樹脂質量占PTFE基電路基板質量的80?95%，玻璃纖維質量占PTFE基電路基板質量的1?10%，中空玻璃微球質量占PTFE基電路基板質量的1?10%，改性劑的質量占無機填料(玻璃纖維或中空玻璃微球)質量的10?20%。本發(fā)明的制備PTFE基電路基板的方法包括無機填料的表面改性步驟和PTFE基電路基板的制備步驟。本發(fā)明的PTFE基電路基板在降低熱膨脹系數(70ppm/℃)的同時還可以保證材料優(yōu)異的介電性能(Dk=2.1@10GHz，Df=0.0001@10GHz)，有望可以廣泛應用于電力通訊領域。

技術領域

本發(fā)明屬于電路基板技術領域，具體涉及一種低介電常數低損耗低熱膨脹系數PTFE基電路基板，并且還涉及其制備方法。

背景技術

5th通訊技術的快速發(fā)展對傳輸信號的速度和品質提出了更高的要求，傳統(tǒng)的電路基板材料已經難以滿足要求，而聚四氟乙烯(PTFE)由于優(yōu)異的介電性能和環(huán)境穩(wěn)定性成為新一代電路基板的候選材料，但其受限于熱膨脹系數較高(109ppm/℃)，容易導致高溫環(huán)境下金屬電路斷裂，通常的解決方案是在PTFE基體中無機非金屬填料來改善其熱力學性能，例如二氧化硅，玻璃纖維，氧化鋁，但這些材料在降低熱膨脹系數的同時不可避免地使其介電性能下降。專利CN110077056A公開了一種納米陶瓷填充聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔板，該材料具有強度高，吸水性低等性能優(yōu)點，但是其介電常數高達2.99-3.01，一定程度上會影響信號傳輸速度。

PTFE表面能極低呈疏水性，而無機填料表面能較高呈吸水性，兩者相容性差，普遍的解決方案是用偶聯(lián)劑F8261，KH550，Z6124等的一種或多種對無填料進行表面改性處理，雖然偶聯(lián)劑改性可以增進PTFE與玻璃纖維之間的界面結合，但由于玻璃纖維與PTFE之間的熱膨脹系數相差很大，當玻璃纖維復合材料在高溫下使用時，仍會產生界面破壞。并且含氟硅烷偶聯(lián)劑更是對環(huán)境和人體產生極大的危害。因此發(fā)明一種可以實現(xiàn)無機填料與PTFE更為牢固鏈接的改性方式具有重要的實踐意義和應用價值。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明著重研究了一種低介電常數低損耗低熱膨脹系數PTFE基電路基板及其制備方法，本發(fā)明的制備PTFE基電路基板的方法包括無機填料的表面改性步驟和PTFE基電路基板的制備步驟。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

具體而言，本發(fā)明提供一種低介電常數低損耗低熱膨脹系數PTFE基電路基板，其特征在于，所述的復合材料由PTFE樹脂、玻璃纖維、中空玻璃微球和無機填料的表面改性劑組成，其中，PTFE樹脂質量占PTFE基電路基板質量的80-95%，玻璃纖維質量占PTFE基電路基板質量的1-10%，中空玻璃微球質量占PTFE基電路基板質量的1-10%，改性劑的質量占無機填料(玻璃纖維或中空玻璃微球)質量的10-20%。

在一個或多個實施方案中，所述PTFE的數均分子量為423萬-702萬。

在一個或多個實施方案中，所述玻璃纖維的長度0.1mm-1mm,直徑為5-15μm。

在一個或多個實施方案中，所述中空玻璃微球粒徑為20-100μm。

在一個或多個實施方案中，所述改性劑為四乙氧基硅烷、羥基封端的聚二甲基硅氧烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

本發(fā)明提供一種制備改性無機填料的方法，其特征在于，所述方法包括步驟如下：

將質量為無機填料質量10-20%改性劑解于無水乙醇中，得到改性劑分散液，用堿將改性劑分散液的pH調至9-11，將質量為PTFE基電路基板質量的1-10%無機填料用鹽酸洗滌后放入改性劑分散液中分散均勻，反應6-8h后于80-90 ℃的烘箱內烘干得到改性無機填料。

在一個或多個實施方案中，所述無機填料為玻璃纖維或中空玻璃微球中的一種或多種。