[发明专利]一种高频高速覆铜板用聚苯醚基材及其制备方法和应用

说明书

一种高频高速覆铜板用聚苯醚基材及其制备方法和应用。按照质量百分比，包括有：聚苯醚树脂30‑90％，玻璃纤维10‑40％，无机填料0.1‑50％，抗氧剂0.01‑0.5％，光稳定剂0.01‑0.5％，脱模剂0.01‑0.5％，加工助剂0.1‑10％，增塑剂0‑20％。得到的玻璃纤维增强的聚苯醚组合物性能：在1GHz到40GHz之间的任一频率上，测试其介电常数，该数值可稳定保持在3.5～2.8之间的某个数值，且偏差小于0.1，介电正切小于0.006，热变形温度大于170℃，能够通过SMT常温回流焊测试；用该组合物作为基板制成的覆铜板或者模塑件可应用于高频高速印刷电路板及5G基站天线振子等部件。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体为一种组合物及其制备方法和应用。

背景技术

伴随着5G时代的到来，人类进入了一个通讯革命的新时代，5G时代的主要特点是高速度、低功耗和低时延；最主要的就是超快速度的数据处理和传输。5G时代并不仅仅局限于手机通讯，从智慧城市到无人驾驶汽车都需要5G，对新一代的印刷电路板(PCB)的基材提出了更高的要求，要求也即在高频的情况下，该基材能保持低介电常数和低介质损耗。

目前流行的印刷电路板中所用的覆铜板基材，使用的是玻璃纤维布和环氧树脂组合物。一般来说，当交流电流流过时，该玻璃纤维布和环氧树脂组合物会以吸热的方式吸收该电流的部分能量，亦称为介质损耗。这部分损耗与所使用的玻璃纤维布和环氧树脂组合物的介电常数有关，并与其介电正切成正比，一般以下式表示：

W＝KfV2×εtanδ

其中，W是介电损失能量，K是常数，f是一频率，V2表示电位梯度，ε表示介电常数，tanδ表示介电正切。

由此式可知，介电常数和介电正切越大，频率越高，介电损失也就越大。

4G时代的天线基站中使用的印刷电路板基板，是上述玻璃纤维布和环氧树脂的组合物，而5G时代的天线振子已经开始使用玻璃纤维增强的聚苯硫醚组合物。由于聚苯硫醚树脂本身是半结晶材料，耐热性能较差，加工温度下物体熔体流动性过高，故不易加工。即使用很高比例的玻璃纤维改性来提高聚苯硫醚的耐热性，注塑难度依然很高，模塑品易产生飞边，需要额外的人工进行修整，降低了生产效率。此外市场上供应的40％玻纤增强的聚苯硫醚组合物，其介电性能也欠稳定，介电常数随着原料批次不同而不同。目前普遍使用于印刷电路板的是E-玻璃纤维，室温下，在频率为1MHz条件下，介电常数约为6.5-7.2，介电正切约为0.0012。但在频率升高到1GHz的条件下，其介电正切约为0.01。40％玻纤增强的聚苯硫醚组合物的介电常数在高频下均大于4.2，介质损耗在1GHz频率下的测试值大于0.006，极易产生信号延时，将不符合5G基站天线振子升级到高频高速发展阶段的需要。40％玻纤增强的聚苯硫醚组合物的另一个短板是材料的吸湿性大，长期在户外的5G基站中使用，有可能造成电路受潮，影响电气性能。

相比聚苯硫醚树脂，聚苯醚树脂是一种更适合用于高频电子设备中的线路板材料，因为聚苯醚树脂具有良好的高频特性，如低介电常数、低介电正切和低吸湿性等优异性能。

但聚苯醚树脂的缺点是模塑性差，不能单独使用，是该材料的一个关键的短板。一直以来，现有的解决方案是将该树脂与聚苯乙烯基树脂或与增塑剂磷酸三苯酯的混合共混后使用。聚苯乙烯基树脂虽能增加聚苯醚基树脂的流动性，但是它的引入降低了聚苯醚树脂的阻燃性和耐热性，无法满足挠性覆铜板的加工要求。而引入增塑剂磷酸三苯酯的混合物虽然能增加聚苯醚树脂的流动性和阻燃性，也会带来耐热性能下降的问题。所以，需要发现一种新型的聚苯醚组合物，既能增加耐热性，又能保持其合适的加工流动性和阻燃性并不减损其介电常数，用该组合物制成的覆铜板和天线阵子，能够更好地满足下游加工的要求。

发明内容