一種高導熱聚苯醚基覆銅板及其制備方法技術

本發明專利技術屬于通信材料領域，具體涉及一種高導熱聚苯醚基覆銅板及其制備方法。本發明專利技術在高導熱無機填料內引入偶聯劑修飾的無機納米支撐材料，提升了高導熱復合無機填料與聚苯醚基體之間的相容性，抑制了高導熱無機填料在樹脂基體內的聚集，由此制備得到的覆銅板熱導率高、熱?機械性能佳、介電性能優異、銅箔剝離強度高，滿足大功率器件對橫向快速散熱的要求，達到了高頻通信領域對基板材料各項綜合性能的要求。

A high thermal conductivity polyphenyl ether based copper clad plate and its preparation method

The invention belongs to the field of communication materials, in particular to a highly conductive polyphenyl ether based copper clad plate and a preparation method. \u672c\u53d1\u660e\u5728\u9ad8\u5bfc\u70ed\u65e0\u673a\u586b\u6599\u5185\u5f15\u5165\u5076\u8054\u5242\u4fee\u9970\u7684\u65e0\u673a\u7eb3\u7c73\u652f\u6491\u6750\u6599\uff0c\u63d0\u5347\u4e86\u9ad8\u5bfc\u70ed\u590d\u5408\u65e0\u673a\u586b\u6599\u4e0e\u805a\u82ef\u919a\u57fa\u4f53\u4e4b\u95f4\u7684\u76f8\u5bb9\u6027\uff0c\u6291\u5236\u4e86\u9ad8\u5bfc\u70ed\u65e0\u673a\u586b\u6599\u5728\u6811\u8102\u57fa\u4f53\u5185\u7684\u805a\u96c6\uff0c\u7531\u6b64\u5236\u5907\u5f97\u5230\u7684\u8986\u94dc\u677f\u70ed\u5bfc\u7387\u9ad8\u3001\u70ed\u2011\u673a\u68b0\u6027\u80fd\u4f73\u3001\u4ecb\u7535\u6027\u80fd\u4f18\u5f02\u3001\u94dc\u7b94\u5265\u79bb\u5f3a\u5ea6\u9ad8\uff0c\u6ee1\u8db3\u5927\u529f\u7387\u5668\u4ef6\u5bf9\u6a2a\u5411\u5feb\u901f\u6563\u70ed\u7684\u8981\u6c42\uff0c\u8fbe\u5230\u4e86\u9ad8\u9891\u901a\u4fe1\u9886\u57df\u5bf9\u57fa\u677f\u6750\u6599\u5404\u9879\u7efc\u5408\u6027\u80fd\u7684\u8981\u6c42\u3002

【技術實現步驟摘要】
一種高導熱聚苯醚基覆銅板及其制備方法
本專利技術屬于通信材料領域，具體涉及一種高導熱聚苯醚基覆銅板及其制備方法。
技術介紹
聚苯醚樹脂介電常數?。?MHz時為2.45）、介電損耗極低（1MHz時為0.0007）、熱-機械性能優良、耐酸堿性佳，玻璃化轉變溫度高、吸水性差、密度低、具有自熄性，可作為下一代高頻覆銅板的基體材料。迄今為止，人們已經成功開發出了多種高性能聚苯醚基體材料。例如，中國專利CN201410712708以聚苯乙烯為改性樹脂提升了聚苯醚的加工性，再以合適的嵌段共聚物為增韌劑，填充以合適量的無機填料而制備得到了性能優良的復合介電材料。中國專利CN104774476A通過引入含磷阻燃組合物致力于改善聚苯醚基復合材料的阻燃特性。此外，人們還研發出了聚苯醚樹脂的多種熱固性改性手段，比如聚苯醚的烯丙基化（《絕緣材料》，2001，1，28-33）、氰酸酯改性聚苯醚（JP08239566，1996）、聚烯烴改性聚苯醚（JP03269910，1991）和環氧改性聚苯醚（USP4853423，1989）等。針對純聚苯醚樹脂熔融黏度大、熔點和玻璃化轉變溫度相近、難于加工等特點，中國專利CN20091010922以含環氧基團或酸酐基團的苯乙烯系共聚物作為相容劑、以聚對苯二甲酸乙二酯為改性樹脂提升了聚苯醚的加工性。但是，當下電子通訊行業中高速、高頻、無損和大容量信息傳送的需求越來越大，作為電子元器件主要載體的覆銅板，其集成度也相應越來越高、布線越來越精密。新一代聚苯醚基覆銅板除了要擁有低介電損耗、高耐候性、耐熱化、高阻燃性和輕量化等性能之外，更需要良好的散熱功能。換句話說，開發高頻高導熱的聚苯醚基覆銅板已迫在眉睫。
技術實現思路
向樹脂基體中添加以大量的導熱無機填料是最簡便有效的提升聚苯醚樹脂熱導率的方法。但是，以AlN、BN、SiC和Si3N4為代表的高導熱無機填料表面缺少羥基等活性官能團，難以通過傳統的偶聯劑修飾法來提升它們與聚苯醚樹脂之間的相容性，這將不可避免地大幅降低復合樹脂基體的機械性能和介電性能。而以MgO、Al2O3、ZnO等為代表的其他導熱性無機填料，其表面雖易于偶聯劑修飾，但其自身熱導率較低，即使在較高添加量的情況下，復合材料熱導率的提升也較為有限。針對上述不足，本專利技術首先在高導熱無機填料內引入了偶聯劑修飾的無機納米支撐材料，以此提升了高導熱復合無機填料與聚苯醚基體之間的相容性，避免了高導熱無機填料在樹脂基體內的聚集，確保了聚苯醚樹脂的加工性能，再輔以合適的改性樹脂、增韌劑和相容劑，由此制備得到了熱-機械性能和介電性能優良的高導熱覆銅板基體材料。本專利技術操作過程簡單，制備條件溫和，生產成本低，易于批量化、規?；a，具有良好的工業化生產基礎和廣闊的應用前景。本專利技術解決上述問題采用的技術方案是：一種高導熱聚苯醚基覆銅板，制備方法包括：稱取聚苯醚樹脂、高導熱復合無機填料、改性樹脂、相容劑和助劑，攪拌混合均勻之后，經模壓法、壓延法或注塑法制成高導熱聚苯醚基板，后再經單面或雙面覆銅-壓合而制得覆銅板；其中，所述高導熱聚苯醚基板的厚度為10μm~3mm。進一步優選的技術方案在于：所述聚苯醚樹脂為如下所示的均聚物或共聚物中的一種或多種的混合物：其中R1為氫原子、烷基或芳基，R2為氫原子、烷基或芳基，R3為氫原子、烷基或芳基，R4為氫原子、烷基或芳基，兩端波浪線代表高分子鏈，其中所述的聚苯醚樹脂占所述高導熱聚苯醚基板的10~90wt%。進一步優選的技術方案在于：所述高導熱復合無機填料的制備方法依次包括以下步驟：S1、配置固含量為0.01~5wt/v%高導熱無機填料的均勻分散液；S2、向步驟S1中的所述均勻分散液中加入無機納米支撐材料，攪拌均勻后加入偶聯劑，于20~90℃下繼續攪拌0.5~72h，得到均勻混合分散液，其中所述無機納米支撐材料占所述高導熱無機填料的0.1~200wt%；S3、向步驟S2中的所述均勻混合分散液中再次加入所述高導熱無機填料，使得所述高導熱無機填料的濃度在此前基礎上提高0.005~5wt/v%，攪拌均勻，隨后再次加入所述無機納米支撐材料，使得所有所述無機納米支撐材料占所有所述高導熱無機填料的0.1~200wt%，攪拌均勻后加入所述偶聯劑，于20~90℃下繼續攪拌0.5~72h；S4、重復步驟S3數次，直到所述均勻混合分散液中的所述高導熱無機填料的濃度超過10wt/v%，隨后過濾除去溶劑，固體于50~240℃下烘干，得到高導熱復合無機填料。進一步優選的技術方案在于：所述高導熱復合無機填料的質量占所述聚苯醚基板的0~80wt%，所述高導熱無機填料為AlN、BN、SiC和Si3N4中的一種或幾種的混合物，粒徑為1~12μm。進一步優選的技術方案在于：所述無機納米支撐材料為SiO2、TiO2、Bi2O3、MgO、Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Mg(OH)2、BaxSr1-xTiO3(x=1~0)、Mg2TiO4、Bi2(TiO3)3、PbTiO3、NiTiO3、CaTiO3、ZnTiO3、Zn2TiO4、BaSnO3、Bi2(SnO3)3、CaSnO3、PbSnO3、MgSnO3、SrSnO3、ZnSnO3、BaZrO3、CaZrO3、PbZrO3、MgZrO3、SrZrO3、ZnZrO3、鉛鎂鈮酸鹽、鐵鎢鈮酸鹽、鋯鈦酸鉛、立德粉、碳納米管、碳纖維、勃姆石、硅灰石、滑石粉、膨潤土、硅微粉、云母粉、水鎂石、高嶺土、浮石粉和粘土中的一種或是幾種的混合物，粒徑為10~800nm，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硼酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑、稀土偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和磺酰疊氮偶聯劑及其衍生物中的一種或多種的混合物；所述偶聯劑的用量占無機納米支撐材料的0~10wt%，所述均勻分散液以及均勻混合分散液的溶劑為可使得所述高導熱無機填料以及無機納米支撐材料均勻分散的水、有機溶劑中的一種、或是幾種的混合物。進一步優選的技術方案在于：所述改性樹脂包含聚烯烴、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚芳醚砜、聚芳硫醚砜、聚芳醚酮、聚芳硫醚酮、聚醚砜酮、聚芳醚砜腈、聚芳硫醚砜腈、聚苯基喹喔啉、酚醛樹脂、環氧樹脂、氰酸酯樹脂、聚酯、聚氨酯、聚甲醛、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、丁苯橡膠、丁腈橡膠和纖維素及其衍生物中的一種或多種的混合物；所述改性樹脂的熔融指數為3~30g/min，用量占所述高導熱聚苯醚基板的0~90wt%。進一步優選的技術方案在于：所述相容劑包括SEBS、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-聚烯烴-苯乙烯共聚物，還包括SEBS、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-聚烯烴-苯乙烯共聚物與馬來酸酐或馬來酰亞胺的共聚物及其衍生物，還包括所述改性樹脂與馬來酸酐、馬來酰亞胺、SEBS、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-聚烯烴-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚芳醚、聚芳硫醚的共聚物及其衍生物中的一種或多種的混合物；其中，所述相容劑的用量占所述高導熱聚苯醚基板的0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高導熱聚苯醚基覆銅板，其特征在于制備方法包括：稱取聚苯醚樹脂、高導熱復合無機填料、改性樹脂、相容劑和助劑，攪拌混合均勻之后，經模壓法、壓延法或注塑法制成高導熱聚苯醚基板，后再經單面或雙面覆銅?壓合而制得覆銅板；其中，所述高導熱聚苯醚基板的厚度為10μm~3mm。

【技術特征摘要】
1.一種高導熱聚苯醚基覆銅板，其特征在于制備方法包括：稱取聚苯醚樹脂、高導熱復合無機填料、改性樹脂、相容劑和助劑，攪拌混合均勻之后，經模壓法、壓延法或注塑法制成高導熱聚苯醚基板，后再經單面或雙面覆銅-壓合而制得覆銅板；其中，所述高導熱聚苯醚基板的厚度為10μm~3mm。2.根據權利要求1所述的一種高導熱聚苯醚基覆銅板，其特征在于：所述聚苯醚樹脂為如下所示的均聚物或共聚物中的一種或多種的混合物：其中R1為氫原子、烷基或芳基，R2為氫原子、烷基或芳基，R3為氫原子、烷基或芳基，R4為氫原子、烷基或芳基，兩端波浪線代表高分子鏈，其中所述的聚苯醚樹脂占所述高導熱聚苯醚基板的10~90wt%。3.根據權利要求1所述的一種高導熱聚苯醚基覆銅板，其特征在于所述高導熱復合無機填料的制備方法依次包括以下步驟：S1、配置固含量為0.01~5wt/v%高導熱無機填料的均勻分散液；S2、向步驟S1中的所述均勻分散液中加入無機納米支撐材料，攪拌均勻后加入偶聯劑，于20~90℃下繼續攪拌0.5~72h，得到均勻混合分散液，其中所述無機納米支撐材料占所述高導熱無機填料的0.1~200wt%；S3、向步驟S2中的所述均勻混合分散液中再次加入所述高導熱無機填料，使得所述高導熱無機填料的濃度在此前基礎上提高0.005~5wt/v%，攪拌均勻，隨后再次加入所述無機納米支撐材料，使得所有所述無機納米支撐材料占所有所述高導熱無機填料的0.1~200wt%，攪拌均勻后加入所述偶聯劑，于20~90℃下繼續攪拌0.5~72h；S4、重復步驟S3數次，直到所述均勻混合分散液中的所述高導熱無機填料的濃度超過10wt/v%，隨后過濾除去溶劑，固體于50~240℃下烘干，得到高導熱復合無機填料。4.根據權利要求3所述的一種高導熱聚苯醚基覆銅板，其特征在于：所述高導熱復合無機填料的質量占所述聚苯醚基板的0~80wt%，所述高導熱無機填料為AlN、BN、SiC和Si3N4中的一種或幾種的混合物，粒徑為1~12μm。5.根據權利要求3所述的一種高導熱聚苯醚基覆銅板，其特征在于：所述無機納米支撐材料為SiO2、TiO2、Bi2O3、MgO、Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Mg(OH)2、BaxSr1-xTiO3(x=1~0)、Mg2TiO4、Bi2(TiO3)3、PbTiO3、NiTiO3、CaTiO3、ZnTiO3、Zn2TiO4、BaSnO3、Bi2(SnO3)3、CaSnO3、PbSnO3、MgSnO3、SrSnO3、ZnSnO3、BaZrO3、CaZrO3、PbZrO3、MgZrO3、SrZrO3、ZnZrO3、鉛鎂鈮酸鹽、鐵鎢鈮酸鹽、鋯鈦酸鉛、立德粉、碳納米管、碳纖維、勃姆石、硅灰石、滑石粉、膨潤土、硅微粉、云母粉、水鎂石、高嶺土、浮石粉和粘土中的一種或是幾種的混合物，粒徑為10~800nm，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、硼酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑、稀土偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和磺酰疊氮偶聯劑及其衍生物中的一種或多種的混合物；所述偶聯劑的用量占無機納米支撐材料的0~10wt%，所述均勻分散液以及均勻混合分散液的溶劑為可使得...

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞衛忠，顧書春，俞丞，馮凱，
申請(專利權)人：常州中英科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32