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新型杂萘联苯聚芳醚覆铜板的研究

王守立  
【摘要】:随着电子信息产品向着高频化、高速化方向发展,对覆铜板(CCL)的耐温性、介电常数及介质损耗、线形热膨胀系数、吸湿率、加工性以及价格提出了更高的要求。然而传统的环氧/玻纤基与酚醛/纸基覆铜板已无法满足高性能CCL的要求,近年来发展起来的高性能树脂,比如聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯醚已经应用于高性能CCL,但是它们又有着各自的缺陷。例如,聚四氟乙烯的玻璃化转变温度低,且价格昂贵;聚苯醚质脆;聚酰亚胺的吸湿性高等。因此,选择合适的高性能树脂基体成为开发高性能CCL的重要因素。 本课题组研发的杂萘联苯结构聚芳醚(PPAE)是一种新型高性能热塑性树脂,具有高玻璃化转变温度(Tg=250-305℃)、优异的力学性能、耐辐射性能,且可溶解,成为制备高性能树脂基CCL非常理想的树脂基体。本论文采用混合溶剂溶解杂萘联苯聚芳醚树脂基体,选用E玻璃纤维布作为增强材料,通过溶液浸渍工艺、烘干工艺制备层压板预浸粘结片,最后用热压成型的方法制备出杂萘联苯聚芳醚树脂基CCL。 研究了杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)覆铜板,详细考察了其热压成型工艺,确定了PPESK覆铜板的最佳成型温度为360℃;成型时间为15min成型压力为20atm。系统研究了树脂含量对覆铜板弯曲强度、剥离强度、吸水率的影响和偶联剂含量对剥离强度的影响。结果表明,当树脂含量为40%时,弯曲强度与剥离强度同时达到最大值,分别为328.9Mpa与1.2N/mm,而吸水达到平衡;当偶联剂含量为1.5%时,能充分发挥其桥接作用。所研制的PPESK覆铜板具有较好的介电性能;阻燃等级达到V-0级;290℃耐锡焊性测试时间为20s。 选用热膨胀性低的杂萘联苯聚醚腈酮(PPENK)作为CCL的树脂基体。考察了PPENK覆铜板的热压工艺。确定了PPENK覆铜板的最佳成型温度为350℃;成型时间为20min;成型压力为30atm。系统研究了树脂含量对覆铜层压板弯曲强度、剥离强度、吸水率的影响,结果表明,当树脂含量为55%时,弯曲强度与剥离强度同时达到最大值,分别为393.9Mpa与1.6N/mm,而吸水也基本达到平衡。考察了偶联剂对树脂的浸润性影响,扫描电镜测试表明,用偶联剂KH-560对纤维表面处理,能够提高树脂对纤维的浸润性;采用KH-550对铜箔表面处理,其剥离强度高于用KH-560进行表面处理。所制备的PPENK树脂具有较好的介电性能;阻燃等级达到V-0级;在290℃下耐锡焊性测试为120s。 把对纤维布有良好浸润性的PPESK树脂引入到PPENK树脂基体中,制备PPENK/PPESK共混树脂基CCL。扫描电镜显示,PPESK与PPENK是完全相容体。考察了PPESK的含量对共混树脂基CCL的影响,结果表明,PPESK含量大于50%时,耐锡焊为20s左右,小于50%时则明显的提高,当PPESK含量为20%时,耐锡焊时间超过60s。扫描电镜与弯曲性能测试结果表明,PPESK的加入提高了PPENK的浸润性。对PPESK/PPENK覆铜板的介电性能、耐锡焊性及阻燃性进行了考察,结果表明,PPESK/PPENK树脂基CCL有着较好的介电性能;阻燃等级达到V-0级。与已有的环氧高频覆铜板、聚苯醚CCL和PTFE CCL相比,本文研究的杂萘联苯聚芳醚CCL的耐热性和介电性都显著优于上述CCL品种,是一类有发展前景的高性能高频覆铜板。


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