液晶聚合物纤维布应用于高速覆铜板实验研究

2024-03-22邱银张友梅顾苇叶珠阳王顺程

印制电路信息 2024年3期

邱银张友梅顾苇叶珠阳王顺程

（重庆德凯实业股份有限公司，重庆 405449）

0 引言

随着5G 通信时代的来临，信息处理高速化和信号传输高频化的急速发展对印制电路板（printed circuit board，PCB）电性能的要求越来越高，同时对高速PCB 基板材料——覆铜板（copper clad laminate，CCL）的品类与技术要求也随之增长。随着5G 信号传输速率增快，高速产品使用的CCL向介电损耗（Df）更低的要求前进。Df主要影响到信号传递的质量，Df值越小，其信号损耗也越小。一般按Df大小将CCL 基材分为以下5 个等级：一般损耗（＞0.01）、中损耗（0.008～0.010）、低损耗（0.005～0.008）、极低损耗（0.002～0.005）、超低损耗（＜0.002）［1-3］。

为了降低介电损耗，CCL 配方大多使用低介电性的树脂，如改性环氧树脂、聚四氟乙烯（PTFE）树脂、双马来酰亚胺（BMI）、碳氢树脂和聚苯醚树脂，常用的为聚苯醚与碳氢树脂，其中前者为大多数大厂（如日本松下）使用，后者则具有成本上的优势［4］。因此，碳氢树脂在5G网通、车载毫米波雷达、云端通信等领域有很大的应用前景。

但另一方面，碳氢树脂与聚苯醚树脂因柔性结构、非极性碳链结构、热塑性等特性，导致其热固化后有许多问题亟待解决，如耐热性差、剥离强度低等问题［5］。另外，液晶聚合物（liquid crystal polymer，LCP）由于其优异的电性能而备受各方关注。除了树脂配方以外，铜箔与玻纤布同样是CCL 的主要材料，一般玻纤布可分为E 型与NE型玻纤布，后者为低介电性玻纤布。一般为使得介电损耗能达到最优效果，需要从树脂-玻纤布-铜箔的组合中找到最佳配比。

本文尝试以LCP 纤维布（四川大学高分子所提供）搭配聚苯醚与碳氢两种产品配方进行电性能比较，以找出另一条可供高频高速材料参考的路径。

1 实验部分

1.1 实验材料

实验材料主要有LCP 纤维布（四川大学高分子所提供）、碳氢树脂、聚苯醚树脂、异氰尿酸三烯丙酯（TAIC）、过氧化二异丙苯（DCP）、溶剂、2116 NE型玻纤布（富乔、天勤）等。

1.2 实验过程

1.2.1 胶水制备方法

使用适合的溶剂，将聚苯醚、碳氢树脂分别在1 L反应瓶中均匀搅拌后，加入相应固化剂搅拌均匀，测试其凝胶时间，再添加计算后的填料量后搅拌均匀，最后利用催化剂DCP 将凝胶时间调整至（300±20）s，即可得到适合上胶的预浸胶液。

1.2.2 CCL制备方法

调整好上胶机夹轮的轴距间隙，选用一般玻纤布、LCP 纤维布、NE 型玻纤布等增强材料，并用上述配方胶水均匀上胶，再以175 ℃烘烤固定时间制成半固化片（prepreg，PP）。取4 张半固化片进行堆叠，上下覆以35 μm 铜箔，在220 ℃下以2.5 MPa 压力在真空层压机内压合180 min，制成双面CCL。

1.2.3 测试与表征

参考IPC 标准与国标检测方式，测试项目与方法如下。

（1）凝胶时间：拉丝法，凝胶时间测试仪。

（2）流变曲线：锥板法，动态黏度仪。

（3）阻燃测试：燃烧测试仪。

（4）玻璃化转变温度（Tg）：差示扫描量热法（differential scanning calorimetry，DSC），20 K/min。

（5）热分层时间/热膨胀系数（coefficient of thermal expansion，CTE）：热机械分析法（thermomechanical analysis，TMA），10 K/min。

（6）热分解温度：热重分析法（thermogravimetric analysis，TGA），10 K/min。

（7）介电常数Dk和介电损耗Df：二流体槽法（10 GHz）。