一种含填料的聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料、片材以及含有它的电路基板制造技术

本发明专利技术属于覆铜板技术领域，涉及一种含填料的聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料、片材以及电路基板。所述含填料的复合材料包括立体网状结构材料以及分散在立体网状结构材料孔隙中的填料，其中，所述立体网状结构材料主要由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成；其中，聚芳基醚纤维主要由以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得，聚芳基硫醚纤维主要由以式(2)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得。该含填料的复合材料赋予采用其得到的片材以及电路基板具有介电常数在X、Y方向各向同性以及低的介电常数和介电损耗和优异的力学性能、耐电压性能以及加工性能。

Poly (arylene ether) or poly (arylene sulfide) composite material containing filler, sheet material and circuit board containing the same

The invention belongs to the technical field of CCL, and relates to a poly (arylene ether) or poly (arylene sulfide) composite material, a sheet and a circuit board containing filler. The composite material containing fillers including three-dimensional reticular structure material and filler dispersed in the porous material of three-dimensional network structure in which the three-dimensional network structure material is mainly composed of poly aryl ether and / or fiber polyarylene sulfide fiber or overlapping bonding; wherein, poly aryl ether fiber is mainly composed of to type (1) modified product structure shown as the main repeating unit of copolymer and / or the copolymer, poly aryl sulfide fiber mainly by type (2) as the main structure shown in the repeat unit of the copolymer and / or copolymer modified product prepared. Give the obtained sheet and circuit substrate having a dielectric constant in the X, Y and the directions of low dielectric constant and dielectric loss and excellent mechanical properties, high voltage performance and processing performance of the composite material containing the filler.

【技术实现步骤摘要】
一种含填料的聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料、片材以及含有它的电路基板
本专利技术属于覆铜板
，涉及一种含填料的聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料、片材以及含有它的电路基板。
技术介绍
近年来，随着信息通讯设备高性能化、高功能化以及网络化的发展，为了高速传输及处理大容量信息，操作信号趋向于更高频率，电子产品的使用频率持续走高，要求基板材料的介电常数越来越低，介电损耗要求越来越小，而且要求基板介电常数的均匀性要好。目前，高频高速电路基板使用低介电常数的树脂来获得良好的高频性能，这些低介电常数的树脂主要有聚苯醚、氰酸酯、含有不饱和双键的仅由碳氢元素构成的热固性树脂、聚四氟乙烯和聚酰亚胺树脂等。并且一般采用玻璃纤维布作为增强材料。但是，玻璃纤维布的介电常数最低只能做到3.7，因此，受到玻璃纤维布介电常数偏大的影响，树脂/玻璃纤维布体系制作的电路基板的介电常数很难降低。另一方面，在目前的高频电路基板中，因为增强材料为编织材料，使得电路基板在平面的XY方向存在各向异性，即在编织材料节点，以及编织材料的经纬向的介电性能不同。因此，高频信号在高频电路基板上传输时，会因为各向的介电性能不同而导致各线路上的信号衰弱程度不同，信号传输延迟程度不同，最终导致信号传输稳定性出现问题。聚苯醚是一种综合性能优良的热塑性树脂，其介电常数仅为2.4～2.5，介电损耗正切约0.0007，电气特性优异，其Tg约为210℃，并具有良好的耐酸碱性，吸水率仅为0.05％。聚苯硫醚具有和聚苯醚类似的分子结构，其耐热性能更好，熔点达到285℃，介电常数略高，为3.9-5.1，介电强度很好，为17kV/mm，在高温高湿情况下依旧具有很好的绝缘性。上述两类工程塑料在电子电路基板中具有应用潜质。聚苯醚在电路基板中的应用已为大家公知，其应用思路基本上是采用小分子量的聚苯醚树脂与热固性树脂共混，例如CN102585480中将低分子的聚苯醚与氰酸酯、环氧树脂等共混；或者在小分子量聚苯醚的侧链或端基引入活性基团，例如CN100547033中将采用了含有不饱和双键的低分子量(数均分子量1000-7000)聚苯醚树脂；然后作为电路基板的树脂基体。但上述方法均是采用小分子量的聚苯醚树脂，损失了聚苯醚大分子量带来的韧性和介电性能。也有已有技术中提到采用大分子量聚苯醚用于电路基板，例如CN103608387中将大分子量聚苯醚树脂颗粒作为填充料用于电路基板。该方法为了防止聚苯醚颗粒溶胀，需要采用极性溶剂，对电路基板的介电性能有负面影响。此外，该方法也会导致聚苯醚自身的韧性无法体现到电路基板中。将聚苯硫醚作为主体应用于电路基板的已有技术较少，一般是作为膜材料，例如CN103849147中在聚苯硫醚中加入弹性体和无机填料，得到韧性和耐热性较好的复合薄膜，其填料含量很低，功能化的应用空间较小。CN101386218中提到将聚苯硫醚树脂织物与玻璃纤维布增强纤维层之间用热塑性EVA薄膜作为粘合层，然后采用高频电加热于290℃-330℃层压，得到复合层压板。热压后，聚苯硫醚纤维经热牵伸定形处理后切断成0.20-80毫米的纤维。该方法中采用了EVA薄膜，其对介电性能不利，而且该方法以编织型的玻璃纤维布作为增强材料。
技术实现思路
基于已有技术中的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种含填料的复合材料，所述复合材料包括立体网状结构材料以及分散在立体网状结构材料孔隙中的填料。本专利技术中，所述立体网状结构材料主要由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成。优选地，所述聚芳基醚纤维主要由以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得；所述聚芳基硫醚纤维主要由以式(2)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8均各自独立地选自氢原子或有机基团；所述有机基团示例性的可以是取代或未取代的含有1～30个碳原子的烷基、取代或未取代的含有6～30个碳原子的芳烷基、取代或未取代的含有2～30个碳原子的杂芳烷基等，例如甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、庚基、癸基、十三烷基、十六烷基、苯基、甲苯基、三甲苯基、2-呋喃基、吡啶基等。在本专利技术中，所述式(1)和式(2)均表示重复单元结构，其中-O-或者-S-一端与苯基相连，另一端代表的并不是甲基，而是表示多个重复单元相连，同理，与S和O对位连接的同样不是甲基，而是表示多个重复单元相连。在本专利技术中，所述聚芳基醚纤维主要由以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得，其是指，所述聚芳基醚纤维主要由以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物制得，或，所述聚芳基醚纤维主要由式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物和其改性产物制得，或，所述聚芳基醚纤维主要由式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物的改性产物制得。在本专利技术中，以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物的改性产物，是指根据已有技术中公开的聚芳基醚改性方法进行改性得到的改性产物。上述限定同样适用于聚芳基硫醚纤维。在本专利技术中，所述聚芳基醚纤维主要由以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物及其改性产物制得，聚芳基硫醚纤维主要由以式(2)所示结构为主要重复单元的共聚物及其改性产物制得。所述“主要由”，意指，所述聚芳基醚或者聚芳基硫醚纤维可以仅由上述共聚物及其改性产物制备得到，也可以含有其他的原料。例如，为了降低加工难度，所述聚芳基醚纤维或聚芳基硫醚纤维还可以含有其他原料，如聚苯乙烯、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺或聚四氟乙烯中的任意一种或者至少两种的组合。即，所述聚芳基醚纤维是由上述以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物及其改性产物以及上述聚苯乙烯等聚合物混纺得到。同理，聚芳基硫醚纤维是由上述以式(2)所示结构为主要重复单元的共聚物及其改性产物以及上述聚苯乙烯等聚合物混纺得到。在本专利技术中，本领域技术人员可以根据已有技术公开的纤维成型方法得到本专利技术所述聚芳基醚纤维和聚芳基硫醚纤维。示例性的纤维成型方法如，干法纺丝，湿法纺丝，熔体方法以及静电纺丝法等。在本专利技术中，优选地，所述聚芳基醚纤维和聚芳基硫醚中均独立地还可以含有添加剂，该添加剂包括功能性的纳米粒子和超细纤维等助剂。在本专利技术中，所述立体网状结构材料主要由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成，意指，所述立体网状结构材料可以仅由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成，也可以和其他纤维共同搭接或粘结形成立体网状结构材料。例如，所述立体网状结构材料还可以包含液晶聚酯纤维、聚酯纤维、聚碳酸酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰亚胺纤维、聚芳基醚酮纤维、聚四氟乙烯纤维、聚苯乙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维等中一种或至少两种的组合，其在立体网状结构材料中所占质量比小于50％。所述立体网状结构材料即聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结形成的无纺布(非织造布)，可以为片状或块状材料。本专利技术使用由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成的无纺布(非织造布)，而不使用编织材料(织造布)等，使含填料的复合材料赋予采用其得到的片材具有介电常数在X、Y方向各向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含填料的聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料，所述聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料包括立体网状结构材料以及分散在立体网状结构材料孔隙中的填料，其中，所述立体网状结构材料主要由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成。

【技术特征摘要】
1.一种含填料的聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料，所述聚芳醚或聚芳基硫醚复合材料包括立体网状结构材料以及分散在立体网状结构材料孔隙中的填料，其中，所述立体网状结构材料主要由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结而成。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚芳基醚纤维主要由以式(1)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得，所述聚芳基硫醚纤维主要由以式(2)所示结构为主要重复单元的共聚物和/或该共聚物的改性产物制得；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8均各自独立地选自氢原子或有机基团；优选地，所述立体网状结构材料还包含液晶聚酯纤维、聚酯纤维、聚碳酸酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰亚胺纤维、聚芳基醚酮纤维、聚四氟乙烯纤维、聚苯乙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种或至少两种的组合，其在立体网状结构材料中所占质量比小于50％；优选地，在立体网状结构材料中，纤维间具有直径约为0.1-60μm的孔隙，进一步优选纤维间具有直径为0.1-50μm的孔隙；优选地，在立体网状结构材料中，所述聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维间孔隙直径大小是所述聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维直径的0.1～30倍；优选地，聚芳基醚纤维和聚芳基硫醚纤维的直径均独立地为0.01-100μm，优选0.1-50μm；优选地，填料的粒径小于立体网状结构材料中纤维间的孔隙直径；优选地，填料的粒径D90小于30μm，优选填料的D50为0.1～5μm；优选地，所述立体网状结构材料的孔隙率为40％至90％，进一步优选孔隙率为50％至85％。3.如权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述填料为无机填料和/或有机填料；优选地，所述无机填料选自炭黑、硅微粉、三氧化二铝、钛酸盐、偏钛酸盐、二氧化钛、长径比小于20的玻璃短纤维、长径比小于20的石英短纤维、长径比小于20的碳纤维短纤或金属粉末中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机填料选自聚苯醚粉末、聚苯硫醚粉末、聚四氟乙烯树脂粉末、聚酰亚胺树脂粉末或橡胶微粒中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述填料类型为功能性填料，优选电介质陶瓷填料、耐热填料、阻燃填料、导热填料、导电填料、荧光剂、UV吸收剂、磁性填料或反应性填料中的任意一种或者至少两种的组合。4.一种片材，所述片材为由至少一张如权利要求1-3之一所述的含填料的复合材料热压得到的树脂膜。5.一种如权利要求4所述的片材的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将填料引入到主要由聚芳基醚纤维或/和聚芳基硫醚纤维相互搭接或粘结组成的立体网状结构材料的孔隙中，形成含填料的复合材料；(2)将由至少一张含填料的复合材料形成的叠层通过热压的方式得到片材。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在立体网状结构材料中，纤维间具有直径约为0.1-60μm的孔隙，进一步优选纤维间具有直径为0.1-50μm的孔隙；优选地，聚芳基醚纤维和聚芳基硫醚纤维直径均独立地为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：孟运东，方克洪，许永静，
申请(专利权)人：广东生益科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44