本发明专利技术涉及一种聚芳噁二唑纤维材料制备的高频电路板基材。本发明专利技术使用耐高温性能优异的聚芳噁二唑短纤维和聚芳噁二唑沉析纤维，通过湿法抄纸法，经过一定的工艺，制备出线性热膨胀系数小，介电常数均匀、力学性能优异的纤维纸，在纤维纸基础上通过浸胶、叠合、热压等加工工艺，得到一种低热膨胀系数、高热尺寸稳定性，加工性能优异的高频电路板基材。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子及复合材料领域，更具体地涉及高频电路板基材。
技术介绍
随着电子设计技术和制造工艺的进步，电子产品也逐步在向高密度化、高功能化、轻薄短小和高传输速率的趋势发展；再加上芯片小型化的迅速发展、数据传输数量的增多，系统的工作频率也越来越高。通信业的快速进步，通信技术从2G、3G到4G的发展，使得原有的民用通信频段拥挤，高频通信部分逐渐让给民用。数据传输吞吐量越来越大，需要的带宽越来越宽，无线通信向高频化发展。高信息量传送信息要求卫星通信、微博通信、光纤通信必须高频化。设备的小型化也是未来的发展趋势之一，而设备一旦变小，就需要印刷电路板(PCB)具有更高的热量传导能力和更高的介电常数。高频电路板材料主要应用在高功率放大器、基站天线、全球定位系统、气象雷达和气象卫星、以及汽车雷达与传感器等。印刷电路板的整体性能，加工性能，长期可靠性的提高很大程度上取决于基本材料。为达到高频高速传送信号，对基材提出了以下更高的要求：(1)介电常数(Dk)必须小而且很稳定，通常是越小越好，信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比，高介电常数容易造成信号传输延迟；(2)与铜箔或硅的热膨胀系数尽量一致，因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离；(3)其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。材料的热膨胀系数(CTE)是材料的物理特性之一，温度变化造成的变形以及带来的应力作用是无法改变的。电子元件一般是通过焊接来完成其与电路板的互联，焊接过程中产生的热量而引起的材料膨胀形变，会对焊点的可靠性产生影响，进而影响电子元件的可靠性和寿命。另一方面，由于高频电路板中信号频率高，速度快，所以在正常使用的情况下其产生的热量也大。铜的CTE为7um/m.℃左右，硅的CTE为4um/m.℃左右，而采用普通的环氧玻璃纤维布制成的PCB的CTE为20um/m.℃左右，如果PCB基材与电气元件的CTE相差较大，会产生应力造成元件位移、失效、甚至短路。所以高频PCB基材的选用应该首先考虑材料的CTE是否和电子元器件的CTE相匹配。现阶段广泛使用的高频基板材料有聚苯醚(PPO)树脂、氟系树脂等这几大类。PPO树脂虽然成本较低，但其在高频下介质损耗、热性能相对较差。氟系树脂在高频下电气性能最佳，但其不足之处除成本高之外还有刚性差，毛刺多及热膨胀系数较大等缺陷。另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性，造成与铜箔结合性差，因此需要使用多种化学溶剂对铜箔的结合面进行特殊的表面处理，环境污染较大。除此之外，目前还有美国杜邦和深圳昊天龙邦的相关技术和专利，使用对位芳纶或聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)短纤维与对位芳纶沉析纤维来制备纤维纸，其制得的纤维纸具有较低的CTE值。但是以上方法工艺复杂，对位芳纶纤维或PBO沉析纤维机械性能及模量较高，难以分散、难以提高打浆度，需要较长时间的金属研磨和打浆，因此所制得的纤维纸金属杂质较多，同时由于对位芳纶或PBO沉析纤维玻璃化转变温度较高，沉析纤维难以在高温下产生足够的粘合力，故材料力学强度较低，影响了其在电路板上的应用。
技术实现思路
因此，为了克服现有技术的上述不足，本专利技术的一个目的在于提供一种聚芳噁二唑纤维纸，其特征在于所述纤维纸由聚芳噁二唑短纤维和沉析纤维以8:2-2:8的质量比例混合，通过湿法抄纸、干燥脱水和高压低温压光处理而制得，其中所得的聚芳噁二唑纤维纸在30-250℃的平面线性热膨胀系数为-20um/m.℃至-5um/m.℃，所述平面线性热膨胀系数使用美国TA Q400分析仪根据GBT11998-1989测定方法测得。在本专利技术优选的实施方案中，聚芳噁二唑短纤维和聚芳噁二唑沉析纤维以7:3的质量比例混合。在本专利技术的一个实施方案中，所述聚芳噁二唑短纤维为1-6mm，纤维模量为5-15GPa，其在标准纤维疏解机中进行疏解和分散，疏解时间为1-5min。在本专利技术优选的实施方案中，所述聚芳噁二唑短纤维为6mm。在本专利技术优选的实施方案中，所述聚芳噁二唑短纤维的疏解时间为2min。在本专利技术的另一个实施方案中，所述聚芳噁二唑沉析纤维在超声波疏解机中进行疏解和分散，频率为10-30KHz，疏解时间为1-5min，疏解后聚芳噁二唑沉析纤维的打浆度为50-85度。在本专利技术优选的实施方案中，所述聚芳噁二唑沉析纤维的疏解时间为3min。在本专利技术优选的实施方案中，所述聚芳噁二唑沉析纤维疏解后的打浆度为80度。在本专利技术的另一个实施方案中，所述湿法抄纸在湿法抄纸机中进行抄造，所述抄纸机为斜网纸机、长网纸机或圆网纸机中的任意一种。在本专利技术的另一个实施方案中，其中湿法抄纸的上网浓度为1‰-10‰，滤网精度为150-250目。在本专利技术优选的实施方案中，其中湿法抄纸的上网浓度为6‰。在本专利技术的另一个实施方案中，高压低温压光处理在压力5-50Mpa，温度0-50℃下进行。在本专利技术优选的实施方案中，高压低温压光处理在温度10℃下进行。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备聚芳噁二唑纤维纸的方法，所述方法包括以下步骤：1)将聚芳噁二唑短纤维在标准纤维疏解机中进行疏解和分散，聚芳噁二唑沉析纤维在超声波疏解机中进行疏解和分散；2)将经步骤1)中处理过的聚芳噁二唑短纤维和聚芳噁二唑沉析纤维进行混合分散在水中；3)将步骤2)所得的混合纤维在湿法抄纸机中进行抄造；4)将步骤3)得到的湿纸通过干燥辊进行干燥脱水；5)将干燥后的纸张通过高压低温压光机进行处理。本专利技术的另一个目的在于提供一种电路板基材，所述电路板基材包含所述聚芳噁二唑纤维纸。在本专利技术的另一个实施方案中，所述电路板基材由所述聚芳噁二唑纤维纸浸渍于热固性型树脂，叠合浸胶后使用真空压力机，加热压制成型而制得。在本专利技术的另一个实施方案中，所述热固性型树脂为环氧树脂或酚醛树脂、聚酰亚胺树脂或各种改性热固性树脂。在本专利技术的另一个实施方案中，电路板基材的线性热膨胀系数小于10um/m.℃。在本专利技术的另一个实施方案中，电路板基材的介电常数小于5。本专利技术具有如下优点：1、原料和工艺方面(1)使用聚芳噁二唑短纤维，同对位芳纶或PBO纤维相比，能够有利于纤维的分散和打浆，调高纤维与纤维之间的结合力，有利于纤维表面的帚化，提高纸张的成型能力；(2)原料化学成分和结构单一，不用添加其他分散剂或粘合剂，无卤素、无毒；区别于对位芳纶纤维纸，其制备过程需要聚氧化乙烯等分散剂。(3)聚芳噁二唑纤维纸化学结构稳定，耐温温度高，热尺寸稳定性好；(4)使用超声波震荡疏解机对聚芳噁二唑沉析纤维进行处理，与传统的金属盘磨或机械处理设备相比，沉析纤维打浆度能够达到85度以上，有利于提高纸张的力学和电气性能。而且处理时间短，效率高，节约能源。完全没有外来金属杂质的引入，能够提高电路板基材的均匀性和电气性能；(5)独特的高压低温压光处理工艺，与传统的高温高压压光处理不同。对位芳纶纸采用的高温高压压光处理，对设备工艺要求高，温度过低纸张难以压制成型，纤维之间结合力差，纸张力学强度较低，纸张表面粗糙，纤维会有脱落现象；温度过高，纤维开始分解，纸张力学强度也会降低，同时纸张表面光滑不利于与热固性树脂的结合。而聚芳噁二唑纤维纸采用的工艺不但能保证沉析纤维产生冷结晶现象，产生足够的粘合力，还能最大程度的减少其聚集态的三维转变，能进一步改善本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚芳噁二唑纤维纸，其特征在于所述聚芳噁二唑纤维纸由聚芳噁二唑短纤维和聚芳噁二唑沉析纤维以8:2‑2:8，优选7:3的质量比例混合，通过湿法抄纸、干燥脱水和高压低温压光处理而制得，其中所得的聚芳噁二唑纤维纸在30‑250℃的平面线性热膨胀系数为‑20um/m.℃至‑5um/m.℃，所述平面线性热膨胀系数使用美国TA Q400分析仪根据GBT11998‑1989测定方法测得。
【技术特征摘要】
1.一种聚芳噁二唑纤维纸，其特征在于所述聚芳噁二唑纤维纸由聚芳噁二唑短纤维和聚芳噁二唑沉析纤维以8:2-2:8，优选7:3的质量比例混合，通过湿法抄纸、干燥脱水和高压低温压光处理而制得，其中所得的聚芳噁二唑纤维纸在30-250℃的平面线性热膨胀系数为-20um/m.℃至-5um/m.℃，所述平面线性热膨胀系数使用美国TA Q400分析仪根据GBT11998-1989测定方法测得。2.根据权利要求1所述的聚芳噁二唑纤维纸，其中所述聚芳噁二唑短纤维为1-6mm，优选6mm,纤维模量为5-15GPa，其在标准纤维疏解机中进行疏解和分散，疏解时间为1-5min，优选为2min。3.根据权利要求1或2所述的聚芳噁二唑纤维纸，其中所述聚芳噁二唑沉析纤维在超声波疏解机中进行疏解和分散，频率为10-30KHz，疏解时间为1-5min，优选为3min，疏解后聚芳噁二唑沉析纤维的打浆度为50-85度，优选为80度。4.根据权利要求1或2所述的聚芳噁二唑纤维纸，其中所述湿法抄纸在湿法抄纸机中进行抄造，所述抄纸机为斜网纸机、长网纸机或圆网纸机中的任意一种。5.根据权利要求1或2所述的聚芳噁二唑纤维纸，其中所述湿法抄纸的上网浓度为1‰-10‰，优选...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴萌，杨远凤，周建峰，
申请(专利权)人：江苏展宝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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