[发明专利]一种氟树脂组合物及使用该组合物的预浸体及铜箔基板

说明书

一种氟树脂组合物包含：(1)聚四氟乙烯(PTFE)树脂、(2)含氟共聚物，选自四氟乙烯/全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)或全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)中的一种或一种以上的组合、(3)低分子量聚四氟乙烯微粉，以及(4)无机粉体(填充料)，适合应用于制作高频电路板用的预浸体及铜箔基板，尤其是在制作铜箔基板的压合过程中，从350℃降至250℃时，通过控制适当的压合速率降温为介于1～4℃/min，可提高氟树脂组合物的结晶度，从而改善铜箔基板具备高热导系数及宽范围的介电常数，适合制成高频电路基板。

技术领域

本发明涉及一种氟树脂组合物，特别是成分中含有无机粉体与低分子量聚四氟乙烯微粉的氟树脂组合物，具备优异的介电性能及热传导特性，适合应用于制作高频电路板用的预浸体及铜箔基板。

背景技术

随着无线网路、卫星雷达及5G通讯的快速发展，再搭配智能联结(IntelligenceConnectivity)、弹性接取网路(Elastic RAN)及大规模阵列天线(Massive MIMO)的架构，开启了5G为消费者带来了新型态的电子通讯服务及汽车智能驾驶服务。但是，5G电子产品的功率输出不断提高，相关的应用频率也大幅提升至毫米波频段(30～300GHz)，相对地，对于材料的散热性需求亦大幅提升，在这种条件下，传统FR4基板的介电性能，尤其是在高频率下的讯号衰减特性，已无法满足严苛的高频传输需求。

为提高电子元件的散热特性，根据先前技术的教导，大都是从材料、制程及加工方面来改良电子元件的散热特性。例如，美国第9,508,648B2号专利教导在树脂中调配约占90wt％的大量高导热性无机填料，使得所制得的叠层半导体基板具备高散热性、低热膨胀等特性。然而，叠层半导体基板大量添加无机填料的后果，易造成叠层间的接着不佳，钻孔时易产生铜脱落，且材料中易出现空洞(voids)，进而造成加工可靠性的问题。

例如，美国专利第5,975,201号专利教导在电路板中同时使用高导热系数材料及低导热系数材料，并且由高导热系数材料引导热量流至散热片，进行有效热量分配，以改善高功率电子元件在高功率运转下的热量累积问题。

印刷电路板除了从材料的选择改善导热特性外，凭借印刷电路板的结构设计，也可改善散热特性。例如，在印刷电路板中埋置铜块，并且利用铜块的高导热特性来改善高功率电子元件的散热问题。

另外，现有技术中的高频微波基板，所使用的基板绝缘树脂材料，常见的有碳氢化合物、聚苯醚、氰酸酯及聚四氟乙烯等绝缘树脂材料。这些绝缘树脂具有大量的对称性结构，因此分子间的偶极矩相当小，大幅提高了高频微波基板在高频段下的绝缘特性。

其中，所述碳氢化合物、聚苯醚及氰酸酯等绝缘树脂，大多利用官能基的改性进行热硬化，因此官能基的种类及数量显著影响其介电特性。当需要同时达成机械及耐化学品等多项特性指标时，这些树脂必须部分牺牲其优异的介电特性。

相对地，所述聚四氟乙烯树脂为一种热塑性树脂，主链碳原子周围的氢原子被电负度最高的氟原子所取代，且具有极高的结晶度及对称性，分子量通常高达1,000,000～5,000,000，因此聚四氟乙烯具有优异的化学惰性、热稳定性(长期使用温度可为-50℃至260℃)及介电特性(即，低介电常数及低介质损耗)。所以，聚四氟乙烯材料目前已大量广泛运用于微波通讯产业中。

聚四氟乙烯树脂虽具备优异的物理特性，然而极大分子量的特性，导致其在熔点下具有极高的粘度(约1010～1012)，流动不易，因此无法利用传统热塑性塑料加工方式进行成型。此外，聚四氟乙烯树脂的熔点高达327℃，亦使得聚四氟乙烯的加工环境更为严苛，对于加工机械及电力设备皆非传统热塑性塑料加工设备可以满足。

为了改善聚四氟乙烯不易加工的特性，现有技术中引进聚四氟乙烯的全氟系或非全氟系可熔融氟系树脂，如四氟乙烯/全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)等。