一种耐高温挠性覆铜板基材的制备技术

摘要

本发明涉及一种耐高温挠性覆铜板材料的制备技术，所述制备技术所需的原材料主要包括自制的聚芳醚腈高分子及固化剂。首先将聚芳醚腈与固化剂按1：(0.05～0.2)混合均匀后溶解于溶剂中得到均匀溶液，然后流延成膜；其次将聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，经热压成型技术制备挠性覆铜板。最后，通过调整聚芳醚腈高分子与固化剂的比例、热处理温度和时间、压力等，可得到一系列具有不同耐温性、玻璃化转变温度及介电特性的挠性覆铜板材料。该挠性覆铜板的热分解温度(T5％)为470～490℃，玻璃化转变温度为270℃～290℃，室温条件1KHz频率下介电常数3.1～3.3。该挠性覆铜板材料的制备技术属于高分子材料加工领域，具体可作为挠性覆铜板应用于印制线路基板技术领域。

权利要求

1.一种挠性覆铜板材料的制备方法，其特征在于，该挠性覆铜板材料采用流延成膜和一次热压成型法制成，具体操作步骤如下：(1)自制得到聚芳醚腈高分子材料和固化剂；

(2)将步骤(1)得到的聚芳醚腈高分子与固化剂按质量比1：0.05～0.1混合均匀后溶解于溶剂中，采用流延成膜方式浇制聚芳醚腈薄膜；

(3)将步骤(2)中浇制的聚芳醚腈薄膜在干燥箱中经程序升温得到相应的薄膜，其中，升温程序为80℃-1h-120℃-1h-140℃-1h-160℃-1h-200℃-2h；

(4)将步骤(3)得到的薄膜与表面处理后的铜箔层叠，置于热台上，排除气泡，施加压力后进行热处理；

(5)待步骤(4)热处理结束后自然冷却至室温，去除模具，即得到挠性覆铜板基材；

步骤(1)中所述聚芳醚腈高分子的结构式为：

所述固化剂为马来酸酐；

步骤(2)中所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种挠性覆铜板材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中热处理温度为240-280℃，时间为1-3小时，压力为2-5MPa。

说明书

一种耐高温挠性覆铜板基材的制备技术

[0001] 本发明涉及一种耐高温高分子薄膜的制备及其加工技术属于高分子技术加工领域，可作为耐高温挠性覆铜板基材应用于印制线路基板技术领域。

背景技术

[0002] 随着微电子行业产品向着小型化、高速化发展，大规模集成电路尺寸缩小到亚微米级，以及电路的复杂化程度和信号传递速度的提高，具有高密度、大容量、高可靠性的封装和互联技术就显得非常重要。印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)是目前便携性电子产品、卫星传输与通讯制品最为关键的部分，是连接与支撑电子器件的重要材料，是众多电子产品中不可缺少的主要组成部件，其性能好坏将直接影响电子产品的性能。而覆铜板 (Copper Clad Laminate，简称CCL)是制造PCB的主流基础材料，由树脂基体和铜箔热压成型而构成基板。近年来微电子工业的迅速发展，大规模集成电路如CPU芯片的特征尺寸越来越小，集成度越来越高，PCB一直向着高密度、更小巧、更廉价的方向发展。为了缓解由此产生的电阻、电容延迟、串扰和能耗 这些瓶颈问题，对基材覆铜板的要求越来越苛刻，进而也对覆铜板用树脂基体提出越来越高的要求，除了具有传统树脂应有的物理机械性能、粘接性与电气绝缘性外，更需要兼具更低的介电常数与损耗及更好的耐热性。

[0003] 目前，在挠性板覆铜板基材的选择中，聚酰亚胺薄膜因其突出的电学性能、热稳定性及机械性能，已得到较多的关注。然而，在微电子工业领域应用中聚酰亚胺的介电常数仍较高，无法满足集成度越来越高的应用需求；同时，高性能的聚酰亚胺价格居高不下，也在很大程度上限制了其广泛应用。因此，开发新型低成本兼具低介电常数、介电损耗以及突出耐热性的高分子材料迫在眉睫。聚芳醚腈是目前综合性能可媲美于聚酰亚胺的新型特种高分子材料，因其结构中丰富的苯环结构，使其表现出突出的力学强度和耐热性；但因其结构的不对称性，高分子材料的在室温1KHz频率下的介电常数维持在3.6左右，无法满足低介电挠性覆铜板的应用。烯丙基具有非极性特性，可降低聚合物的介电常数；同时，烯丙基发生交联反应后可进一步提高树脂的耐热性；极性腈基基团的存在，可增强树脂基体与铜箔的粘接作用。因此，本发明通过结构设计展示一种新型低介电聚芳醚腈高分子及其作为挠性覆铜板的制备技术，以丰富目前覆铜板用基体树脂的种类。因此，新型覆铜板用树脂基体的开发与研究在科学研究和应用领域方面将具有重大意义。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对传统聚酰亚胺薄膜介电常数高、价格昂贵、不易加工的等不足，提供一种耐高温挠性覆铜板材料的制备技术，实现了挠性覆铜板的中低温加工，简化加工工艺；与此同时，该材料各项性能在传统材料的基础上有了明显提高，兼具耐高温、低介电常数的同时，具有高的韧性和断裂伸长率，以保证覆铜板材的可挠性，满足如今严苛的应用环境。具体为，以合成含烯丙基官能团的聚芳醚腈为材料基体，采用流延成膜方式制备覆铜板用薄膜材料，再通过模压成型技术，得到该覆铜板材；本发明提供一种流延成膜及热压成型技术，通过温度处理得到一种耐高温挠性覆铜板材料。

[0005] 所述的一种挠性覆铜板材料的制备技术，其特征在于：该覆铜板用材料采用流延成膜和一次热压成型法，加工工艺简便，且该材料具备耐高温、低介电常数及高的韧性等优点。该覆铜板材料制备技术的具体操作步骤如下：

[0006] (1)自制得到新型聚芳醚腈高分子材料和固化剂；

[0007] (2)将步骤(1)得到的聚芳醚腈高分子与固化剂按1：(0.05～0.1)混合后均匀后溶解于溶剂中，采用流延成膜方式浇制聚芳醚腈薄膜；

[0008] (3)将步骤(2)中浇制的聚芳醚腈薄膜在干燥箱中经程序升温得到相应的薄膜，其中，升温程序为80℃-1h-120℃-1h-140℃-1h-160℃-1h-200℃-2h；

[0009] (4)将步骤(3)得到的薄膜与表面处理后的铜箔层叠，置于热台上，排除气泡，施加压力后进行温度处理；

[0010] (5)待步骤(4)热处理结束后自然冷却至室温，去除模具，即得到本发明所述挠性覆铜板基材。

[0011] 所述的步骤(1)中，该聚芳醚腈高分子的结构如式1所示：

[0012]

[0013] 固化剂为马来酸酐；

[0014] 所述步骤(2)中的所用溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种；

[0015] 所述步骤(4)中热处理温度为240-280℃，时间为1-3小时，压力为2-5MPa；

[0016] 本发明的有益效果：本发明制备的挠性覆铜板材料采用流延成膜和一次热压成型方式，方法简便、节约成本。通过调节聚芳醚腈与固化剂的比例、热压处理温度和时间，可得到性能可调可控的覆铜板材料，丰富挠性覆铜板基材的种类。经热压处理后的聚芳醚腈发生进一步的交联，可提高材料的耐热性；与此同时，该材料具有自阻燃、使用寿命长等特性，同时，加工工艺简化，进一步提升了批量开发效益，且易实现工业化。具体实施方式：

[0017] 以下介绍本发明制备方法的实施例，但以下实施例是用于说明本发明的示例，并不构成对本发明权利要求的任何限定。

[0018] 实施实例1：

[0019] 步骤(1)将10g聚芳醚腈与0.5g固化剂均匀溶解于50ml的N-甲基吡咯烷酮中；

[0020] 步骤(2)把溶解均匀的聚芳醚腈溶液浇注于玻璃板上，置于干燥箱中除去溶剂；

[0021] 步骤(3)将步骤(2)得到的聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，置于钢板模具中，设置热台温度为280℃，缓慢施加压力排除气泡后，维持压力2MP，保持温度和压力处理2 小时；

[0022] 步骤(4)待步骤(3)固化完毕并自然冷却至室温后，去除模具，即可得到该挠性覆铜板材料。

[0023] 通过步骤(4)固化后得到的挠性覆铜板材料表面平整，无气泡等缺陷；测试其热分解温度(T5％)为480℃，玻璃化转变温度为275℃，室温条件1KHz频率下介电常数为3.2，损耗为0.011，所有数据均满足挠性覆铜板材料的标准要求。

[0024] 实施实例2：

[0025] 步骤(1)将10g聚芳醚腈与0.6g固化剂均匀溶解于50ml的N-甲基吡咯烷酮中；

[0026] 步骤(2)把溶解均匀的聚芳醚腈溶液浇注于玻璃板上，置于干燥箱中除去溶剂；

[0027] 步骤(3)将步骤(2)得到的聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，置于钢板模具中，设置热台温度为260℃，缓慢施加压力排除气泡后，维持压力2MP，保持温度和压力处理2 小时；

[0028] 步骤(4)待步骤(3)固化完毕并自然冷却至室温后，去除模具，即可得到该挠性覆铜板材料。

[0029] 通过步骤(4)固化后得到的挠性覆铜板材料表面平整，无气泡等缺陷；测试其热分解温度(T5％)为485℃，玻璃化转变温度为279℃，室温条件1KHz频率下介电常数为3.22，损耗为0.013，所有数据均满足挠性覆铜板材料的标准要求。

[0030] 实施实例3：

[0031] 步骤(1)将10g聚芳醚腈与0.7g固化剂均匀溶解于50ml的N-甲基吡咯烷酮中；

[0032] 步骤(2)把溶解均匀的聚芳醚腈溶液浇注于玻璃板上，置于干燥箱中除去溶剂；

[0033] 步骤(3)将步骤(2)得到的聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，置于钢板模具中，设置热台温度为260℃，缓慢施加压力排除气泡后，维持压力2MP，保持温度和压力处理2 小时；

[0034] 步骤(4)待步骤(3)固化完毕并自然冷却至室温后，去除模具，即可得到该挠性覆铜板材料。

[0035] 通过步骤(4)固化后得到的挠性覆铜板材料表面平整，无气泡等缺陷；测试其热分解温度(T5％)为484℃，玻璃化转变温度为286℃，室温条件1KHz频率下介电常数为3.18，损耗为0.0107，所有数据均满足挠性覆铜板材料的标准要求。

[0036] 实施实例4：

[0037] 步骤(1)将10g聚芳醚腈与0.8g固化剂均匀溶解于50ml的N-甲基吡咯烷酮中；

[0038] 步骤(2)把溶解均匀的聚芳醚腈溶液浇注于玻璃板上，置于干燥箱中除去溶剂；

[0039] 步骤(3)将步骤(2)得到的聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，置于钢板模具中，设置热台温度为260℃，缓慢施加压力排除气泡后，维持压力2MP，保持温度和压力处理2 小时；

[0040] 步骤(4)待步骤(3)固化完毕并自然冷却至室温后，去除模具，即可得到该挠性覆铜板材料。

[0041] 通过步骤(4)固化后得到的挠性覆铜板材料表面平整，无气泡等缺陷；测试其热分解温度(T5％)为490℃，玻璃化转变温度为288℃，室温条件1KHz频率下介电常数为3.11，损耗为0.0098，所有数据均满足挠性覆铜板材料的标准要求。

[0042] 实施实例5：

[0043] 步骤(1)将10g聚芳醚腈与0.8g固化剂均匀溶解于50ml的N-甲基吡咯烷酮中；

[0044] 步骤(2)把溶解均匀的聚芳醚腈溶液浇注于玻璃板上，置于干燥箱中除去溶剂；

[0045] 步骤(3)将步骤(2)得到的聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，置于钢板模具中，设置热台温度为280℃，缓慢施加压力排除气泡后，维持压力2MP，保持温度和压力处理2 小时；

[0046] 步骤(4)待步骤(3)固化完毕并自然冷却至室温后，去除模具，即可得到该挠性覆铜板材料。

[0047] 通过步骤(4)固化后得到的挠性覆铜板材料表面平整，无气泡等缺陷；测试其热分解温度(T5％)为498℃，玻璃化转变温度为292℃，室温条件1KHz频率下介电常数为3.16，损耗为0.0096，所有数据均满足挠性覆铜板材料的标准要求。

[0048] 实施实例6：

[0049] 步骤(1)将10g聚芳醚腈与0.8g固化剂均匀溶解于50ml的N-甲基吡咯烷酮中；

[0050] 步骤(2)把溶解均匀的聚芳醚腈溶液浇注于玻璃板上，置于干燥箱中除去溶剂；

[0051] 步骤(3)将步骤(2)得到的聚芳醚腈薄膜整齐层叠后上下附上铜箔，置于钢板模具中，设置热台温度为280℃，缓慢施加压力排除气泡后，维持压力3MP，保持温度和压力处理 1.5小时；

[0052] 步骤(4)待步骤(3)固化完毕并自然冷却至室温后，去除模具，即可得到该挠性覆铜板材料。

[0053] 通过步骤(4)固化后得到的挠性覆铜板材料表面平整，无气泡等缺陷；测试其热分解温度(T5％)为482℃，玻璃化转变温度为284℃，室温条件1KHz频率下介电常数为3.17，损耗为0.0099，所有数据均满足挠性覆铜板材料的标准要求。