在覆銅板的制造過程中，添加填料可以賦予覆銅板許多獨特的性能，滿足一些更加復(fù)雜的需求。如能合理的添加和使用填料，則可提高或改善覆銅板的性能，否則將帶來負面的影響。
如填料在樹脂體系中分散不均、基體樹脂對填料的潤濕、滲透、包覆不良，則在復(fù)合體系中將存在大量的不良界面、氣隙、缺陷，使覆銅板的各種性能降低。分散不好的填料，易形成應(yīng)力集中，使覆銅板加工過程難度加大，使覆銅板的性能大大降低，甚至造成嚴重缺陷。
近年來，覆銅板使用填料用量持續(xù)增長，含填料的產(chǎn)品比例增加，混膠填料含量不斷增加，填料的改性（如補強、增韌、耐候性、阻燃、電絕緣或抗靜電等）也要在填料顆粒達到一定細度且均勻分散的情況下才能實現(xiàn)。未來填料的使用會向高填充、超細化發(fā)展，也會帶來覆銅板制程加工性問題和制程產(chǎn)品質(zhì)量問題，因此，解決膠液中填料的分散性非常關(guān)鍵。
填料分散過程分為浸潤、分散、穩(wěn)定三個過程，分散的最終效果取決于分散的要素，分散三要素為填料粒子的性質(zhì)、分散設(shè)備的選擇、分散工藝及過程的控制。
1、填料粒子的性質(zhì)
從理論上說，填料粒徑越小，越有利于填充體系結(jié)合；但實際在覆銅板的制作混膠、上膠加工過程中，填料粒度越細，越容易結(jié)塊成團，不容易分散，填料將分散。必須提高溶劑用量；但如果填料粒徑太大，在混膠及上膠過程容易產(chǎn)生沉降，上膠時增強材料的浸漬性變差，過濾變差也會導致填料在增強材料中的分布也會不均勻。所有從工藝角度來講，選擇一個合理的粒徑范圍也是一個重要參數(shù)。
填料顆粒的形狀、大小和分布，粒子表面性質(zhì)，以及填料表面改性對填料的分散效果有很大影響。填料單個原生粒子指填料的粒徑很小，小到微米級、納米級。填料顆粒并不完全是以單個原生粒子存在。粒徑很小的原生粒子之間存在很大的相互吸引力，微細粒子趨向批次結(jié)合在一起而形成強烈結(jié)合的聚集體，聚集體可進一步松散地結(jié)合成粒徑比單個原生粒子直徑大得多的小結(jié)塊。
填料表面處理可降低填料的表面張力，減小粒子間的作用力，改善填料與溶劑的浸潤性，降低填料顆粒之間的吸引能，減少填料顆粒團聚。
填料在混膠時，在攪拌剪切/研磨作用下，必須把小結(jié)塊填料分散開，形成粒徑更小的結(jié)塊或原生粒子，并均勻分散到膠液中，才能達到最好的分散效果。
填料分散能力受填料粒子的性質(zhì)影響，分散能力隨粒子或結(jié)塊的大小而變化，各種粒度的粒子或結(jié)塊會以各自不同的速度進行分散。在分散混合開始，由于填料顆?；蚪Y(jié)塊較大，受到浸潤和攪拌剪切分散，易于破裂，故開始分散速度將取決于大顆?；蚪Y(jié)塊的數(shù)量，而小粒子或結(jié)塊的分散速度對總的分散速度起的作用很小。隨著大顆?；蚪Y(jié)塊粒度的降低，小粒子或結(jié)塊對分散速度越來越起主導作用，但由于小粒子或結(jié)塊受到的剪切應(yīng)力變小，分散變的困難了，分散速度下降。而當小粒子或結(jié)塊粒度達到某個臨界值時，分散就完全停止了。
填料分散能力快慢，粒子或結(jié)塊的破裂還與填料自身強度有關(guān)，不同種類填料的固體粒子或結(jié)塊有不同的強度，其對所承受的剪板剪切應(yīng)力也有很大不同。對某種固體粒子或結(jié)塊而言，當剪切應(yīng)力低于某個臨界應(yīng)力時，將不產(chǎn)生分散作用。
2、分散設(shè)備
（1）高速分散機分散
高速電機啟動，通過聯(lián)軸器和傳動軸帶動鋸齒型葉輪高速旋轉(zhuǎn)，高速分散盤將膠液在釜內(nèi)形成渦流，將加入釜內(nèi)的粉料快速攪拌、分散，使固態(tài)填料與液態(tài)膠液快速混合，避免填料聚集成團結(jié)塊。
?。?）高速乳化機分散
高速電機啟動，通過聯(lián)軸器和傳動軸帶動葉輪和高速剪切轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在釜內(nèi)形成渦流，對物料形成向上的抽吸力，物料沿帶孔的定子被吸入到定子和轉(zhuǎn)子之間，受到高速沖擊、擠壓、剪切、摩擦，快速混合乳化。在通過定子特殊的孔向水平噴射時，物料受到第二次高速沖擊、擠壓、剪切。水平向噴射的物流在均質(zhì)釜內(nèi)產(chǎn)生徑向流和軸向推移，此時物料受到第三次沖擊，高剪釜由于雙流模相互沖擊和推移，并與徑向流交叉混合和剪切，使釜內(nèi)流產(chǎn)生雙向雙曲線大循環(huán)渦流，避免了上部物料難以吸入造成的死角，乳化均質(zhì)更徹底，效率更高。
?。?）均質(zhì)機分散
均質(zhì)機，也叫管線式乳化機，是將膠水泵入多層次分散結(jié)構(gòu)中（類似高速剪切機乳化頭，也是定轉(zhuǎn)子）進行分散，膠液在往復(fù)高壓泵的作用下將物料輸送至多級分散腔體內(nèi)部分散，再經(jīng)過微細的噴嘴，形成高壓，并以微射流的形式進入體積相對較大的腔體中，壓力突然釋放并產(chǎn)生剪切、空穴、拉伸等作用力，最后高速碰撞、均質(zhì)，最終得到超微細化的顆粒。
?。?）球磨機和砂磨機分散
球磨機/砂磨機分散原理：利用泵將混合好的漿料輸入密閉的研磨腔體內(nèi)，與高速轉(zhuǎn)動的研磨介質(zhì)接觸，從而使物料中的固體微粒和研磨介質(zhì)產(chǎn)生更加強烈的碰撞、摩擦和剪切作用，達到加快磨細微粒和分散聚集體的目的。
球磨機適用于分散易流動的懸浮分散體系。對分散粗顆粒的填料、細顆粒及難分散的合成填料有突出的效果。砂磨機對填料顆粒細面又易分散的合成填料,粗顆粒或微粉化的天然填料都是高效的分散設(shè)備。其生產(chǎn)能力高,溶劑揮發(fā)少，能連續(xù)生產(chǎn)。
球磨機/砂磨機分散工藝，工藝的配料預(yù)混合與研磨分散分開進行，一般需要在附有高速分散機的分散釜中進行的預(yù)混合分散,再以球磨機/砂磨機研磨分散至細度合格的膠液。
3、分散工藝及過程的控制
填料的分散效果，與分散工藝有很大關(guān)系，如填料的分散步驟，分散設(shè)備的攪拌/研磨速度、停留時間，分散方式（通過式/循環(huán)式）等。
填料分散混合主要是通過攪拌/研磨速度產(chǎn)生作用力，即攪拌研磨速率決定，攪拌研磨速率越高，越有利于分散。即加大混合攪拌/研磨轉(zhuǎn)速可以提高攪拌剪切速率，因而可以增加分散能力。
相同的分散處理時間，單批次和多批次分散處理效果存在差異；單批次分散處理由于分散設(shè)備不能均勻作用到所有填料，只是靠近分散設(shè)備位置的填料得到分散，僅靠攪拌不能充分將所有填料攪拌到分散設(shè)備附近；而多批次可以增加填料到分散設(shè)備的幾率，因此多批次分散比單批次分散處理效果好。
相同的分散處理時間，不同的分散方式也會對分散效果存在影響；多批次球磨，因每次研磨時，底部膠水不能有效研磨，而循環(huán)式研磨，將膠水循環(huán)往復(fù)進行研磨，可是填料在膠液中分散均勻；因此循環(huán)式研磨分散較多批次研磨分散效果好。
不同溶劑和樹脂對填料的分散性影響也不同，例如聚酯和類似的部分極性樹脂比非極性的樹脂具有更好的分散性。
不同的混合分散工藝和分散設(shè)備所能達到的分散水平也不同，這主要取決于給填料粒子或結(jié)塊提供多大的分散能量。固相粒子或結(jié)塊最終達到的粒度或分散水平取決于混合分散的目的要求，并不是一定要把填料的粒子或結(jié)塊的粒度降低到它的最終粒子尺寸。
另外，高速分散機和高速乳化機，分散部分硬度較高填料會引入金屬雜質(zhì)，分散乳化時間越長，引入的雜質(zhì)越多。在薄型和超薄型覆銅板中不適用。
4、填料的分散對覆銅板的影響
隨著填料含量增加，填料分散難度增加；隨著填料粒子變細，比表面積相應(yīng)增大，填料與樹脂聚合物之間的相互作用（如吸附作用）也隨之增大，使力學性能得到提高；分散不好的填料，易形成應(yīng)力集中，使覆銅板加工過程難度加大，且會使覆銅板的性能大大降低，甚至造成嚴重缺陷。
填料在膠液中必須分散均勻，在分散過程中填料粒徑進一步減小，且與樹脂聚合物界面之間有良好的結(jié)合，才能解決覆銅板加工問題，才能得到性能良好的覆銅板產(chǎn)品。
針對不同產(chǎn)品要求，使用合適的分散設(shè)備，適當?shù)奶幚韯?，以及合理的分散工藝，解決填料粒子的結(jié)塊團聚問題，可使填料分散的更均勻，得到高填充、超細化、分散均勻的膠液體系，這樣不僅可以提高覆銅板制程加工性，同時還能提高覆銅板的產(chǎn)品質(zhì)量。
資料來源：《李龍,趙光社.淺談覆銅板制造中的填料分散工藝[C]，第二十三屆中國覆銅板技術(shù)研討會論文集,2023:337-341》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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