一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法技术

一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法，由如下重量份数的原料组成：15~30份的陶瓷粉；12~40份的含氟乳液；1~5份分散剂；10~25份的去离子水。本发明专利技术中将陶瓷粉填料的含氟树脂复合浆料在线速度5

【技术实现步骤摘要】
一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法，属于微波复合介质基板粘接薄膜的制备工艺


技术介绍

[0002]覆铜板技术与生产，已经历了半个世纪的发展史，成为电子信息产品中基础材料的重要组成部分。覆铜板制造业是一个朝阳工业，它伴随着电子信息、通信业的发展，具有广阔的前景。覆铜板制造技术，是一项含有高新技术的多学科交叉的技术。近百年电子工业技术发展历程表明，覆铜板技术往往是推动电子工业发展的关键方面之一。它的进步发展，时时受到电子整机产品、半导体制造技术、电子安装技术、印制电路板制造技术的革新发展所驱动。伴随电子信息行业的快速发展，电子信息产品不断向高速度、大容量以及低损耗等方向不断更新，传统的环氧树脂（FR
‑
4）复合介质材料由于性能上的不足，渐渐无法满足要求。
[0003]含氟高分子树脂是目前已知高分子材料中介电性能最好的一种材料，优异的介电性能可保证信号快速且稳定传输，而独特的化学稳定性与热稳定性则为它在极端环境下使用提供了保证，因此采用含氟高分子树脂来制备复合介质基板的发展越来越快。不过，含氟高分子树脂在具有多种优异性能的同时，也具有一些不可避免的缺陷，比如线性膨胀系数大，抗蠕变性能差以及较为苛刻的加工性能。
[0004]传统制造PTFE薄膜及其高频板的方式是采用立式上胶机，通过玻纤布浸渍PTFE树脂，得到PTFE薄膜，再通过高温层压机压合成PTFE高频板。这种PTFE漆布质地较厚(厚度约100um～210um)、表观较差，由于该膜片含有玻纤布，各向同性不均一，无法满足高性能超薄高频板高端领域的使用要求。另外，含氟高分子树脂复合薄膜的成型方式还有模压、车削、压延等，这些成型方法均可以生产不同规格的复合薄膜。模压成型仅能够生产0.5mm厚度以上的板材或薄膜材料，无法制备更薄的薄膜，厚度均匀性较差，且生产效率低。中国专利CN110746725A公开了一种高性能聚四氟乙烯薄膜及其微波基板的制备方法，采用自制设备制备PTFE薄膜，该设备薄膜的制备是在耐热性钢化玻璃上实现的，该设备和方法的缺点是制备的薄膜尺寸有限，不能实现连续制备，而且玻璃纤维的加入使得薄膜厚度最低只能达到20μm。车削成型，即用PTFE树脂做成固体柱状压实，然后用刀具车削出PTFE薄膜，这种薄膜最小厚度可以达到15μm，可以连续生产且成本较低，但是利用车削成型方式生产的复合薄膜中填料含量最高只能达到10%，制备更高填料含量的复合薄膜时薄膜的韧性下降容易撕裂，无法进行车削成型。
[0005]中国专利CN104098290B公开了一种用球形陶瓷粉和PTFE树脂体系压延制备覆铜板的方法，虽然与本专利同属于一种材料体系，但是该方法配方中加入了玻璃纤维，玻璃纤维易团聚，在PTFE树脂中分散性不好，且玻璃纤维覆铜板后层间粘结性差，造成制备得到的PTFE薄膜的性质不稳定，并不能实现厚度均匀的薄膜材料的制备，同时，压延成型仅适用于可塑性极高的含氟高分子树脂原料，厚度精度难以控制并且只能单片成型，效率低。中国专
利CN109910400A公开了一种用流延工艺制备含氟高分子树脂和陶瓷粉体系覆铜板的方法，该方法在不锈钢带上流延制备薄膜材料，然后将制备的薄膜材料与PTFE薄膜叠层热压烧结制备覆铜板，该方法的缺点是只能制备小尺寸且厚度30μm以上的含氟薄膜材料，其制备的薄膜材料拉伸强度低，不利于连续生产，成本高。氟高分子树脂属于热塑性树脂材料，但是其熔体黏度很高，即使在熔融温度以上，也几乎不流动，很难通过普通热塑性树脂的加工方式成型。由于含氟高分子树脂自身熔体黏度过大的特点，对其成型工艺提出了很高的要求。
[0006]随着元器件向小型化、轻量化发展，这就要求薄膜材料更薄、介电性能更稳定、拉伸强度更大。但由于含氟高分子树脂本身具有大的线膨胀系数、低的表面能、机械性能及热稳定性差，从而限制了它的应用。目前采用的方法是在含氟高分子树脂基体中添加无机填料，如陶瓷（SiO2、TiO2等）等对含氟高分子树脂的热膨胀系数和介电性能进行调控，增加无机填料的含量无疑对含氟高分子树脂基薄膜的加工工艺提出极高的要求。如何实现高无机填料含量（填料量＞10%）、超薄薄膜材料的成型，目前国内尚未发现有效的方法。本专利专利技术了一种无机填料含量高于10%，薄膜厚度小于15μm的含氟高分子薄膜材料的制备工艺。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术的状况及存在的不足，本专利技术通过了一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法；本方法通过对陶瓷/含氟高分子树脂复合浆料进行涂布成型，通过调节涂布机线速度，控制薄膜厚度，同时通过调节半固化温度及温度梯度来控制陶瓷与树脂基体结合强度，以及树脂基体自身固化强度，最终实现高拉伸强度、超薄薄膜材料的制备，可获得一种高拉伸强度、超薄薄膜材料。
[0008]本专利技术采用的技术方案是：一种高拉伸强度、超薄薄膜材料，由如下重量份数的原料组成：15~30份的陶瓷粉；12~40份的含氟乳液；1~5份分散剂；10~25份的去离子水。
[0009]所述的陶瓷粉为球形二氧化硅粉、角型熔融二氧化硅粉、球形二氧化钛粉、硅酸铝粉、氢氧化铝、氟化铝的其中至少一种。
[0010]所述的含氟乳液固含量为30%~50%，含氟乳液为FEP、PTFE、PFA乳液的至少一种。
[0011]所述的分散剂为全氟辛酸铵、辛基苯基聚氧乙烯醚，聚乙烯二醇对异辛基苯基醚、油氨基油酸酯、聚氨酯聚氧乙烯烷基酚基醚、聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、顺丁烯二酸酐共聚物的至少一种。
[0012]一种高拉伸强度、超薄薄膜材料的制备方法，步骤如下：第一步，复合浆料的配制；将15~30份的陶瓷粉、12~40份的固含量为30%~50%的含氟乳液、1~5份的分散剂、10~25份的去离子水加入到搅拌釜中，搅拌25min~40min，得到初步的复合物料，然后加入上述复合物料重量的1%~5%消泡剂，再搅拌1min~10min，最后加入上述初步复合物料重量的0.1~1%增稠剂，搅拌5~15min，得到最终混合均匀的复合浆料；
℃，温度梯度6
±
0.5℃的条件下进行半固化，得到半固化后的薄膜。
[0023]③
在高温隧道炉中进行薄膜的连续固化，半固化薄膜以2
±
0.5m/min的速度，在150℃、180℃、210℃、160℃、80℃温度下进行固化，固化后的薄膜在剥离转轴上与底膜进行剥离，得到最终的薄膜材料。
[0024]④
最终薄膜材料进行取样测试，薄膜的厚度平均值为15.5μm，极差1.6μm，拉伸强度X方向4.5MPa，Y方向4.8MPa。
[0025]实施例2，实施例2的材料组份均为重量份。
[0026]一种高拉伸强度、超薄薄膜材料及制备方法，具体步骤如下：
①
将10份球形二氧化硅粉、5份硅酸铝粉、30份PTFE乳液、10份PFA乳液、0.5份辛基苯基聚氧乙烯醚，0.3份聚乙烯二醇对异辛基苯基醚、0.2份聚丙烯酸衍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高拉伸强度、超薄薄膜材料，其特征在于：由如下重量份数的原料组成：15~30份的陶瓷粉；12~40份的含氟乳液；1~5份分散剂；10~25份的去离子水。2.根据权利要求1所述的一种高拉伸强度、超薄薄膜材料，其特征在于：所述的陶瓷粉为球形二氧化硅粉、角型熔融二氧化硅粉、球形二氧化钛粉、硅酸铝粉、氢氧化铝、氟化铝的其中至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高拉伸强度、超薄薄膜材料，其特征在于：所述的含氟乳液固含量为30%~50%，含氟乳液为FEP、PTFE、PFA乳液的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种高拉伸强度、超薄薄膜材料，其特征在于：所述的分散剂为全氟辛酸铵、辛基苯基聚氧乙烯醚，聚乙烯二醇对异辛基苯基醚、油氨基油酸酯、聚氨酯聚氧乙烯烷基酚基醚、聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、顺丁烯二酸酐共聚物的至少一种。5.一种采用权利要求1所述的高拉伸强度、超薄薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：第一步，复合浆料的配制；将15~30份的陶瓷粉、12~40份的固含量为30%~50%的含氟乳液、1~5份的分散剂、10~25份的去离子水加入到搅拌釜中，搅拌25min~40min，得到初步的复合物料，然后加入上述复合物料重量的1%~5%消泡剂，再搅拌1min~10min，最后加入上述初步复合物料重量的0.1~1%增稠剂，搅拌5~15min，得到最终混合均匀的复合浆料；第二步，超薄薄膜涂布；在宽幅为50...

【专利技术属性】
技术研发人员：武聪，冯春明，贾倩倩，李攀，王丽音，闫宏，李强，洪颖，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：