[发明专利]一种高导热高介电低损耗聚合物纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高导热率、高介电常数和低介电损耗的聚合物复合材料，尤其涉及一种用于在有机电路板中制备埋入式电容器的聚合物基复合纳米材料。

背景技术

 埋入式电容印制电路板是集成原件板（PCB）的一种，由美国一家PCB公司Zycon于1992年最先提出（Buried Capacitor）。但是，在当时由于SMT电容价格、性能等方面能够适应集成电路工艺的发展，埋入电容较长时间并没有得到PCB业界的特别关注。电子技术的进步，PCB高密度化快速先前发展，埋入式电容可优先提高印制电路板互连密度、改善性能，现已成为新一代HDI板发展的一个重要方面。对于制作埋入式电容器的电介质材料而言，需要它具有低的加工温度以和PCB板的制作工艺相匹配，同时需要电介质材料具有高的介电常数（以缩小使用面积，利于设备小型化）、低的介电损耗（减少能量损耗和减少发热）和高的导热率（散热）。

目前常用制备埋入式电容器的电介质材料的方法是使用材料复合的方法制备高介电常数聚合物基复合材料。陶瓷/聚合物复合材料（如钛酸钡/环氧树脂）和导电填料/聚合物（如银/聚酰亚胺）复合材料是近年来研究最多的两大类高介电常数聚合物基复合材料，但他们往往难以兼顾高介电常数、高导热性和低损耗三项性能。例如，钛酸钡陶瓷粉末介电常数高但导热率低，因此，由钛酸钡填充得到的钛酸钡/聚合物复合材料的导热率也低。一般金属填料如铜粉、银粉和镍粉具有高导热性可以提高聚合物基体的导热率，而且由于渗流效应，金属/聚合物复合材料在金属含量接近而不超过渗流阈值时还展现很高的介电常数，但金属的高导电性使得金属/聚合物复合材料的介电损耗很大。另外，一些绝缘性高导热填料如氮化铝和氧化铝粉末，尽管其热导率高、介电损耗小，但介电常数也低，致使氮化铝/聚合物和氧化铝/聚合物复合材料介电常数也较低。因此，急需开发同时具有高导热性、高介电常数和低介电损耗的聚合物复合材料，特别是聚合物纳米复合材料以满足电容器高性能和小型化的发展要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高导热高介电低损耗聚合物纳米复合材料的制备方法。

本发明是这样来实现的，一种高导热高介电低损耗聚合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的聚合物纳米复合材料是由体积百分比含量为50%的纳米金属Al粉和聚合物复合而成。所述的自钝化纳米金属Al粉具有核壳结构，金属Al核的平均粒径为50 nm，Al₂O₃壳的厚度为3-4 nm，由上海超威纳米材料有限公司提供。所述的聚合物包括聚偏氟乙烯、环氧树脂、聚酰亚胺、聚醚砜、室温硫化硅橡胶。所述的聚合物聚偏氟乙烯由上海三爱富氟材料有限公司提供，溶剂为N, N-二甲基甲酰胺；所述的聚合物线型邻甲酚环氧树脂由广东宏仁电子有限公司提供，环氧当量值为215。固化剂为酚醛树脂，羟基当量值为105，使用2-甲基咪唑为促进剂，环氧树脂和固化剂按照等当量配比混合，溶剂为丙酮；所述的聚合物聚酰亚胺由均苯四甲酸二酐和4, 4-二氨基二苯醚聚合后热亚胺化而成；所述的聚合物聚醚砜由吉林大学特种工程塑料有限公司提供，溶剂为N, N-二甲基乙酰胺；所述的聚合物室温硫化硅橡胶由上海硅山高分子材料有限公司提供，由粘度为10000 CP的107基胶和固化剂四乙氧基硅烷以及催化剂二月桂酸二异丁基锡组合而成，溶剂为正己烷。所述的聚合物纳米复合材料是由纳米金属Al粉和聚合物经液相混合→浇铸成膜→蒸发溶剂→热处理的工艺过程复合而成，具体过程为：