[发明专利]一种高导热聚苯醚基覆铜板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于通信材料领域，具体涉及一种高导热聚苯醚基覆铜板及其制备方法。

背景技术

聚苯醚树脂介电常数小（1MHz时为2.45）、介电损耗极低（1MHz时为0.0007）、热-机械性能优良、耐酸碱性佳，玻璃化转变温度高、吸水性差、密度低、具有自熄性，可作为下一代高频覆铜板的基体材料。迄今为止，人们已经成功开发出了多种高性能聚苯醚基体材料。例如，中国专利CN201410712708以聚苯乙烯为改性树脂提升了聚苯醚的加工性，再以合适的嵌段共聚物为增韧剂，填充以合适量的无机填料而制备得到了性能优良的复合介电材料。中国专利CN104774476A通过引入含磷阻燃组合物致力于改善聚苯醚基复合材料的阻燃特性。此外，人们还研发出了聚苯醚树脂的多种热固性改性手段，比如聚苯醚的烯丙基化（《绝缘材料》，2001，1，28-33）、氰酸酯改性聚苯醚（JP 08239566，1996）、聚烯烃改性聚苯醚（JP03269910，1991）和环氧改性聚苯醚（USP 4853423，1989）等。针对纯聚苯醚树脂熔融黏度大、熔点和玻璃化转变温度相近、难于加工等特点，中国专利CN 20091010922以含环氧基团或酸酐基团的苯乙烯系共聚物作为相容剂、以聚对苯二甲酸乙二酯为改性树脂提升了聚苯醚的加工性。

但是，当下电子通讯行业中高速、高频、无损和大容量信息传送的需求越来越大，作为电子元器件主要载体的覆铜板，其集成度也相应越来越高、布线越来越精密。新一代聚苯醚基覆铜板除了要拥有低介电损耗、高耐候性、耐热化、高阻燃性和轻量化等性能之外，更需要良好的散热功能。换句话说，开发高频高导热的聚苯醚基覆铜板已迫在眉睫。

发明内容

向树脂基体中添加以大量的导热无机填料是最简便有效的提升聚苯醚树脂热导率的方法。但是，以AlN、BN、SiC和Si₃N₄为代表的高导热无机填料表面缺少羟基等活性官能团，难以通过传统的偶联剂修饰法来提升它们与聚苯醚树脂之间的相容性，这将不可避免地大幅降低复合树脂基体的机械性能和介电性能。而以MgO、Al₂O₃、ZnO等为代表的其他导热性无机填料，其表面虽易于偶联剂修饰，但其自身热导率较低，即使在较高添加量的情况下，复合材料热导率的提升也较为有限。

针对上述不足，本发明首先在高导热无机填料内引入了偶联剂修饰的无机纳米支撑材料，以此提升了高导热复合无机填料与聚苯醚基体之间的相容性，避免了高导热无机填料在树脂基体内的聚集，确保了聚苯醚树脂的加工性能，再辅以合适的改性树脂、增韧剂和相容剂，由此制备得到了热-机械性能和介电性能优良的高导热覆铜板基体材料。本发明操作过程简单，制备条件温和，生产成本低，易于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种高导热聚苯醚基覆铜板，制备方法包括：称取聚苯醚树脂、高导热复合无机填料、改性树脂、相容剂和助剂，搅拌混合均匀之后，经模压法、压延法或注塑法制成高导热聚苯醚基板，后再经单面或双面覆铜-压合而制得覆铜板；其中，所述高导热聚苯醚基板的厚度为10μm~3mm。

进一步优选的技术方案在于：所述聚苯醚树脂为如下所示的均聚物或共聚物中的一种或多种的混合物：

其中R1为氢原子、烷基或芳基，R2为氢原子、烷基或芳基，R3为氢原子、烷基或芳基，R4为氢原子、烷基或芳基，两端波浪线代表高分子链，其中所述的聚苯醚树脂占所述高导热聚苯醚基板的10~90wt%。

进一步优选的技术方案在于：所述高导热复合无机填料的制备方法依次包括以下步骤：

S1、配置固含量为0.01~5wt/v%高导热无机填料的均匀分散液；

S2、向步骤S1中的所述均匀分散液中加入无机纳米支撑材料，搅拌均匀后加入偶联剂，于20~90℃下继续搅拌0.5~72h，得到均匀混合分散液，其中所述无机纳米支撑材料占所述高导热无机填料的0.1~200wt%；

S3、向步骤S2中的所述均匀混合分散液中再次加入所述高导热无机填料，使得所述高导热无机填料的浓度在此前基础上提高0.005~5wt/v%，搅拌均匀，随后再次加入所述无机纳米支撑材料，使得所有所述无机纳米支撑材料占所有所述高导热无机填料的0.1~200wt%，搅拌均匀后加入所述偶联剂，于20~90℃下继续搅拌0.5~72h；