一种高频高速覆铜板及制备方法

摘要

本发明涉及覆铜板制备技术领域，且公开了一种高频高速覆铜板的制备方法，称取定量的双酚A型氰酸酯树脂放入搅拌釜中，将搅拌釜内的温度加热至105‑115℃，使双酚A型氰酸酯树脂在搅拌釜中搅拌融化，按质量比为9：1的比例在双酚A型氰酸酯树脂中加入双酚A，并搅拌使两者混合，之后将搅拌釜内的温度下调，并将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液冷却至80℃，最后在搅拌状态下，加入0.05wt％的乙酰丙酮钴，直至完全溶解为透明溶液，以此制得树脂胶液。该树脂胶液的介电常数和介电损耗角正切值相比于纯双酚A型氰酸酯树脂制得的树脂胶液的介电常数和介电损耗角正切值更小，使得由制备出的覆铜板具有介电常数更小、介电损耗更小的优点。

权利要求

1.一种高频高速覆铜板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、树脂胶液的制备：称取定量的双酚A型氰酸酯树脂放入搅拌釜中，将搅拌釜内的温度加热至105‑115℃，使双酚A型氰酸酯树脂在搅拌釜中搅拌融化，之后按质量比为9：1的比例在双酚A型氰酸酯树脂中加入改性剂双酚A，并搅拌15‑20min使两者混合，之后将搅拌釜内的温度下调，并将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液逐渐冷却至80℃，最后在搅拌状态下，加入0.05wt％的乙酰丙酮钴，直至完全溶解为透明溶液，以此制得树脂胶液；

二、增强材料预处理：选取NE玻璃纤维布作为增强材料，并在45℃下烧25min，冷却至室温后，将加热处理过的NE玻璃纤维布浸在处理液中15min，最后放置在温度不高于45℃的电烘干机中逐渐烘干；

三、半固化片的制备：将步骤一中制备的树脂胶液涂覆在步骤二中得到的增强材料的表面，之后将其送入110℃的烘箱中烘烤3min，取出后自然冷却5min，再将其送入110℃的烘箱中烘烤3min，得到半固化片；

四、覆铜板的制备：将步骤三中得到的半固化片叠放至特定高度，并在其上下面覆盖铜箔，之后将其放入真空热压机中热压成型，最后取出并分切成固定规格得到覆铜板。

2.根据权利要求1所述的高频高速覆铜板的制备方法，其特征在于：步骤一中将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液冷却至80℃的方式为：首先停止为搅拌釜供热，而搅拌釜不停搅拌，使双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液在冷却的过程中充分混合；同时，搅拌釜在搅拌的过程中，搅拌桨产生发风力吹散双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的热量，以加速双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的冷却，直至冷却至80℃后，再将搅拌釜内的温度调整至80℃。

3.根据权利要求1所述的高频高速覆铜板的制备方法，其特征在于：步骤二中的处理液由硅烷偶联剂的水溶液与冰醋酸反应制得。

4.根据权利要求3所述的高频高速覆铜板的制备方法，其特征在于：硅烷偶联剂的水溶液中，硅烷偶联剂的含量占比为1％‑1.5％，冰醋酸的PH值为3，并在常温状态下反应。

5.根据权利要求1所述的高频高速覆铜板的制备方法，其特征在于：步骤四中铜箔的厚度不低于6μm。

6.根据权利要求1所述的高频高速覆铜板的制备方法，其特征在于：热压成型温度为

2

210℃，压力为20kg/cm，时间为20min。

7.一种高频高速覆铜板，其特征在于：其由上述权利要求1‑6任一项所述的制备方法制备而成。

说明书

一种高频高速覆铜板及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及覆铜板制备技术领域，具体涉及一种高频高速覆铜板及制备方法。

背景技术

[0002] 现如今为了提高信息处理的速度，以及满足信息容量增大的需求，同时在信息通讯领域为确保不断增加的通讯容量，增加信息通道数，而实现高性能化和多功能化，需要将频率从低频向高频不断发展。

[0003] 而覆铜板是该领域内最重要的电子元器件之一，目前覆铜板的基体树脂以双酚A型环氧树脂为主，环氧树脂由于具有较好的耐化学性、良好的绝缘性、加工性和成本低廉等优点，是近年来高性能复合材料中使用最广的热固性树脂。

[0004] 但是环氧树脂具有很多缺陷，如耐热性较差、介电常数和介电损耗较高等。而随着电子元器件往高功能化、高性能化、高可靠性方向的发展对板材的综合性能提出了更高的要求，如优良的介电常数、介电损耗等，以适应未来更高频率的通信技术的发展，满足高频高速的需求，而现有技术中的双酚A型环氧树脂介电常数和介电损耗较高的缺点，已无法满足在高频条件下使用的要求，因此，制备具有介电常数小、介电损耗小的高频高速覆铜板是在当代技术背景下所亟需的。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种高频高速覆铜板及制备方法，以解决现有技术中的覆铜板介电常数和介电损耗较高的缺陷。

[0006] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高频高速覆铜板的制备方法，包括以下步骤：

[0007] 一、树脂胶液的制备：称取定量的双酚A型氰酸酯树脂放入搅拌釜中，将搅拌釜内的温度加热至105‑115℃，使双酚A型氰酸酯树脂在搅拌釜中搅拌融化，之后按质量比为9：1的比例在双酚A型氰酸酯树脂中加入改性剂双酚A，并搅拌15‑20min使两者混合，之后将搅拌釜内的温度下调，并将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液逐渐冷却至80℃，最后在搅拌状态下，加入0.05wt％的乙酰丙酮钴，直至完全溶解为透明溶液，以此制得树脂胶液；

[0008] 二、增强材料预处理：选取NE玻璃纤维布作为增强材料，并在45℃下烧25min，冷却至室温后，将加热处理过的NE玻璃纤维布浸在处理液中15min，最后放置在温度不高于45℃的电烘干机中逐渐烘干；

[0009] 三、半固化片的制备：将步骤一中制备的树脂胶液涂覆在步骤二中得到的增强材料的表面，之后将其送入110℃的烘箱中烘烤3min，取出后自然冷却5min，再将其送入110℃的烘箱中烘烤3min，得到半固化片；

[0010] 四、覆铜板的制备：将步骤三中得到的半固化片叠放至特定高度，并在其上下面覆盖铜箔，之后将其放入真空热压机中热压成型，最后取出并分切成固定规格得到覆铜板。

[0011] 上述的高频高速覆铜板的制备方法，步骤一中将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液冷却至80℃的方式为：首先停止为搅拌釜供热，而搅拌釜不停搅拌，使双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液在冷却的过程中充分混合；同时，搅拌釜在搅拌的过程中，搅拌桨产生发风力吹散双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的热量，以加速双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的冷却，直至冷却至80℃后，再将搅拌釜内的温度调整至80℃。

[0012] 上述的高频高速覆铜板的制备方法，步骤二中的处理液由硅烷偶联剂的水溶液与冰醋酸反应制得。

[0013] 上述的高频高速覆铜板的制备方法，硅烷偶联剂的水溶液中，硅烷偶联剂的含量占比为1％‑1.5％，冰醋酸的PH值为3，并在常温状态下反应。

[0014] 1、上述的高频高速覆铜板的制备方法，步骤四中铜箔的厚度不低于6μm。

[0015] 上述的高频高速覆铜板的制备方法，热压成型温度为210℃，压力为20kg/cm2，时间为20min。

[0016] 一种高频高速覆铜板，其由上述的制备方法制备而成。

[0017] 有益效果：在上述技术方案中，本发明提供的一种高频高速覆铜板及制备方法，通过将双酚A型氰酸酯树脂与双酚A按质量比为9：1的比例混合成混合液，并在混合液中加入占比为0.05wt％的乙酰丙酮钴继续混合，制得树脂胶液，该树脂胶液的介电常数和介电损耗角正切值相比于纯双酚A型氰酸酯树脂制得的树脂胶液的介电常数和介电损耗角正切值更小，从而使得由制备出的覆铜板具有介电常数更小、介电损耗更小的优点，能够有效解决现有技术中的不足。

具体实施方式

[0018] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

[0019] 第一实施例：

[0020] 本发明实施例提供的一种高频高速覆铜板的制备方法，包括以下步骤：

[0021] 一、树脂胶液的制备：称取定量的双酚A型氰酸酯树脂放入搅拌釜中，将搅拌釜内的温度加热至105‑115℃，使双酚A型氰酸酯树脂在搅拌釜中搅拌融化，之后按质量比为9：1的比例在双酚A型氰酸酯树脂中加入改性剂双酚A，并搅拌15‑20min使两者混合，之后将搅拌釜内的温度下调，并将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液逐渐冷却至80℃，最后在搅拌状态下，加入0.05wt％的乙酰丙酮钴，直至完全溶解为透明溶液，以此制得树脂胶液，其中，在双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液与乙酰丙酮钴一起完全溶解为透明溶液时，通过抽气设备对其进行抽真空处理，直至溶液中没有气泡；

[0022] 二、增强材料预处理：选取NE玻璃纤维布作为增强材料，并在45℃下烧25min，冷却至室温后，将加热处理过的NE玻璃纤维布浸在处理液中15min，最后放置在温度不高于45℃的电烘干机中逐渐烘干，NE玻璃纤维布在不高于45℃的环境下逐渐烘干能够对NE玻璃纤维布起到一定的保护作用，避免高温破坏；

[0023] 三、半固化片的制备：将步骤一中制备的树脂胶液涂覆在步骤二中得到的增强材料的表面，之后将其送入110℃的烘箱中烘烤3min，取出后自然冷却5min，再将其送入110℃的烘箱中烘烤3min，得到半固化片，反复的烘烤能够提高半固化片的制备质量；

[0024] 四、覆铜板的制备：将步骤三中得到的半固化片叠放至特定高度，并在其上下面覆盖铜箔，之后将其放入真空热压机中热压成型，最后取出并分切成固定规格得到覆铜板。

[0025] 本实施例中，步骤一中将双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液冷却至80℃的方式为：首先停止为搅拌釜供热，而搅拌釜不停搅拌，继续促进双酚A型氰酸酯树脂和双酚A的混合，使双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液在冷却的过程中充分混合(双酚A型氰酸酯树脂和双酚A在105‑115℃下搅拌混合时无需充分混合)，以此减少双酚A型氰酸酯树脂和双酚A在105‑115℃下的搅拌时间后依然能够达到双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的混合效果(即充分混合)，从而节省了加热105‑115℃时的能量消耗，节约成本；

[0026] 同时，搅拌釜在搅拌的过程中，搅拌桨产生发风力吹散双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的热量，以加速双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的冷却，从而减少了双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的冷却时间，进而减少了步骤一中树脂胶液的制备时间，提高了制备效率，直至冷却至80℃后，再将搅拌釜内的温度调整至80℃；

[0027] 而且，双酚A型氰酸酯树脂和双酚A混合液的冷却时间与双酚A型氰酸酯树脂和双酚A的搅拌混合时间重合，提高了时间的利用率，使得树脂胶液的制备时间进一步减少，制备效率得到进一步提高。

[0028] 由此可见，在步骤一中，利用创造性的混合方法，不但能够两次减少制备树脂胶液的时间，而且能够有效节省能量的消耗，节约成本投入。

[0029] 步骤二中的处理液由硅烷偶联剂的水溶液与冰醋酸反应制得。

[0030] 硅烷偶联剂的水溶液中，硅烷偶联剂的含量占比为1％‑1.5％，冰醋酸的PH值为3，并在常温状态下反应，反应过程中对其进行搅拌，以加速反应，节约反应时间。硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570均可。

[0031] 步骤四中铜箔的厚度不低于6μm。

[0032] 热压成型温度为210℃，压力为20kg/cm2，时间为20min。

[0033] 氰酸酯是官能团为‑OCN的一类树脂，‑OCN在加热及催化剂作用下，可以三聚形成三嗪环，三嗪环结构对称，N、O对称排列在C的周围，所以氰酸酯聚合后具有介电性能优异、玻璃化转变温度高、与金属粘接强度大等特点，被作为新型高性能胶黏剂广泛应用于电子电器行业中。而双酚A对氰酸酯固化性能、介电性能、粘接性能以及热稳定性又具有一定的影响，通过双酚A和双酚A型氰酸酯合理的配比，能够有效地改善氰酸酯的固化性能、介电性能、粘接性能等。

[0034] 固化性能：

[0035] 分别测定步骤一中得到的树脂胶液样品在180℃，200℃，220℃下的凝胶时间，在相同温度下，当双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比小于等于1：9时，树脂胶液的凝胶时间随双酚A含量增加而降低，这是因为当双酚A加入树脂胶液中时双酚A能促进三嗪环的生成或者直接与一OCN反应生成亚胺碳酸脂，这一反应比氰酸酯自聚反应更容易发生；当双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比大于1：9之后，随着双酚A含量的进一步增加，凝胶时间向下降的趋势变化。另外，对于同一树脂胶液样品，其凝胶时间随温度的升高而下降，这说明温度是影响树脂胶液固化性能的重要因素。而在相同的升温速率和主催化剂含量下，随着双酚A含量的增大，最大放热峰温度降低，这说明双酚A能降低氰酸酯固化反应的固化温度，能改善双酚A型氰酸酯在较低温度下的固化性能，从而有效提高双酚A型氰酸酯的加工性能。

[0036] 同时，通过红外光谱分析，双酚A的添加量会影响树脂胶液的固化程度(根据‑OCN的转化率衡量)，当双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比小于等于1：9时，能够检测到了‑OCN，说明此时树脂胶液在固化工艺条件下没有完全固化；当双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比大于1：9之后，‑OCN的特征吸收峰消失，表明双酚A型氰酸酯中的‑OCN反应完全。

[0037] 由此可见，双酚A能明显地提升氰酸酯胶黏剂的固化性能，降低氰酸酯胶黏剂的固化时间和固化温度、提高树脂胶液的固化度。

[0038] 介电性能：

[0039] 不同含量的双酚A对步骤一中的树脂胶液介电常数(Dk)和介电损耗角正切值(Df)具有一定的影响，当添加10％的双酚A时，介电常数Dk＝2.74，介电损耗角正切值Df＝0.0083，此时相比相同条件下的纯双酚A型氰酸酯形成的树脂胶液固化体系(Df＝2.92，Df＝
0.0094)有明显降低，其原因在于，聚合物的介电性能主要由聚合物分子极性大小和极性基团密度决定，双酚A通过质子的转移促进了闭环反应，特别是在‑OCN转化率比较高时，即凝胶化以后，反应体系流动性变差，反应由扩散过程控制，这时双酚A在体系中的扩散容易，随着双酚A含量的增加，体系中残留的极性较大的‑OCN得到更为充分的转化，从而氰酸酯体系的介电性能得到提高。但是过量的双酚A会影响树脂胶液的介电性能，当添加20％的双酚A时，体系的介电性能虽然较双酚A型氰酸酯有所改善，但是相对添加10％和15％的双酚A体系有所变差，这是因为过量的双酚A会和一OCN生成亚胺碳酸酯，其极性虽然小于‑OCN，会对体系的介电性能做出贡献，但是过量的双酚A会大幅减少具备优异介电性能的三嗪环的形成，因此过量的双酚A对氰酸酯的介电性能改善不够明显。所以，合理控制双酚A的用量至关重要，优选为双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比为1：9，此时步骤一中的树脂胶液介电常数(Dk)和介电损耗角正切值(Df)都具有明显降低，进而能够制备出具有介电常数小、介电损耗小的高频高速覆铜板。

[0040] 粘接性能：

[0041] 搭接结构铝合金拉伸剪切强度(τ)是表征步骤一中的树脂胶液粘接性能的重要参数，不同添加量的双酚A对树脂胶液拉伸剪切强度具有不同的影响。氰酸酯不仅能和金属离子形成络合物，而且能与金属表面的‑OH发生反应形成化学键合，从而与金属牢固地粘合在一起。当双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比小于1：9时，双酚A对树脂胶液的拉伸剪切强度影响不大，添加10％的双酚A时，τ＝20.01MPa，相比相同条件下的纯双酚A型氰酸酯形成的树脂胶液(τ＝21.15MPa)略有降低；当双酚A与双酚A型氰酸酯的质量比大于1：9后，随双酚A含量的增加，树脂胶液的拉伸剪切强度逐渐降低，这是由于双酚A降低了氰酸酯固化物中三嗪环的交联密度，且‑OCN与双酚A的结合键没有三嗪环牢固，从而粘接性能下降。

[0042] 由此可见，双酚A可以有效改善树脂胶液固化性能和介电性能，同时对树脂胶液的粘接性能影响不大。

[0043] 第二实施例：

[0044] 一种高频高速覆铜板，其由上述的制备方法制备而成，即高频高速覆铜板由树脂胶液、NE玻璃纤维布和铜箔制备而成，树脂胶液由双酚A型氰酸酯树脂与双酚A按质量比为9：1的比例混合而成的混合液和占比为0.05wt％的乙酰丙酮钴混合制备而成，使得高频高速覆铜板的介电常数、介电损耗能够得到降低，满足在高频条件下使用的要求。

[0045] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。