无卤阻燃超低介电损耗覆铜板材料制备及介电响应机理研究

5G时代下信息的传输具有高频高速的特点，这就要求电子元器件的载体——印制电路板（Printed Circuit Board ,PCB）的具有更低的介电损耗。而覆铜板（CCL）作为制作PCB 必备的基板，其性能将直接决定PCB 的性能、产品质量及可靠性等。改性聚苯醚树脂（PPO）因其优异的介电性能和耐热性能，是目前广泛应用于超低介电损耗覆铜板的一种高性能树脂基体。行业要求覆铜板材料需达到V-0级阻燃，故需向树脂基体中添加阻燃剂。其中，含卤阻燃剂在阻燃过程中释放的卤化氢气体影响人体健康，破坏生态环境保护，因此开发出一种环保、无卤且低介电损耗的覆铜板材料成为亟待解决的问题。

前期研究工作表明，PPO/DI-DOPO树脂体系存在粘度高、加工困难的问题，特别是在有SiO₂存在时，体系出现粘度骤升现象，限制其工业应用。本工作主要通过偶联剂改性SiO₂和调整阻燃剂粒径来降低体系粘度，并研究了DI-DOPO阻燃剂对树脂体系介电性能的影响规律。

本文对磷杂菲类阻燃剂（DOPO）及其衍生物DI-DOPO的物理化学性能进行了详细的研究。通过微观形貌、颗粒尺寸、化学结构、晶体结构和热分解情况等方面探讨了不同型号DI-DOPO阻燃剂产品的性能差异，筛选出纯度较高、适用于覆铜板加工的DI-DOPO阻燃剂商品。

本工作表征了PPO/DI-DOPO/ SiO₂复合体系流变性能特点，发现其浆料粘度、熔融粘度高于加工范围，且存在明显的剪切变稀情况。针对这些流变特点，本文提出通过偶联剂改性SiO₂和选用较大颗粒阻燃剂的方法，在不影响复合体系介电性能、阻燃性能的情况下，降低了浆料粘度及熔融粘度，以达成生产工艺要求。

本文进而研究了PPO/DI-DOPO/SiO₂复合材料的预固化参数和体系中磷含量对材料粘度及介电性能的影响，并最终确定了适宜的成型工艺及阻燃剂添加量。通过调整预固化时间与温度，完善了覆铜板工艺条件。测试结果表明，基础树脂体系的介电损耗较低，并且伴随着阻燃剂用量增加，复合材料的介电损耗也随之进一步降低。由于DI-DOPO本身没有可以参加交联反应的官能团，而且交联体系的玻璃化转变温度基本没有随着DI-DOPO的加入而发生明显变化，我们推测介电性能的降低主要是由于DI-DOPO的本身的介电损耗较小所造成的。详细机理将在未来的工作中进一步研究。

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