[发明专利]一种高热稳定性的微波复合介质基板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波复合介质基板技术领域，特别涉及一种具有高热稳定性的微波复合介质基板及其制备工艺。

背景技术

覆铜箔板技术与生产，已经历了半个多世纪的发展史，现已成为电子信息产品中基础材料的重要组成部分。随着电子工业的迅速发展，一般性能的覆铜板已不能满足近年来高速发展的电子安装高密度互联的需求，而具有高性能的微波复合介质基板近年来得到了很大的发展。

目前，随着电子产品向小型化、数字化、多功能化和高可靠性化的发展方向，电基板板上搭载的器件越来越多，工作运行时产生的热量也随之增大，这就对电路基板的热稳定性提出了更高的要求，因此，作为元器件载体的微波复合介质基板不仅要具有较低的介电损耗、均一的介电常数，还需要具有较低的介电常数热变化率，以及较小的热膨胀系数，以保障板材加工可靠性和使用的稳定性。

发明内容

鉴于技术发展的需要，本发明提供一种高热稳定性的微波复合介质基板及其制备方法，该微波复合介质基板原料广泛，操作工艺简单，环境友好，易于规模化批量生产，应用领域广阔，具有良好的市场前景，具体技术方案是，一种高热稳定性的微波复合介质基板及其制备方法，其特征在于：各种原材料的质量分数配比为，无机填料：20-70 wt%，其中，无机填料选自氧化铝粉末、二氧化硅粉末、碳化硅粉末、钛酸钡粉末、硫酸钙粉末、氮化硼粉末的一种或几种，并至少包含Ba₂Ti₉O₂₀粉体，玻璃纤维：1-10 wt%，1,3-丁二烯、异戊二烯聚合物体系：20-80 wt%，其中，1,3-丁二烯、异戊二烯聚合物体系可为聚丁二烯、聚异戊二烯、丁二烯-异戊二烯共聚物中的一种或几种，硅烷偶联剂：0.01-1.5 wt%，引发剂偶氮二异丁腈占聚合物体系质量的1.0 %，由于引发剂用量较少，不计入原材料配方；其制备方法，包括如下步骤，①将无机填料粉末、玻璃纤维分别用硅烷偶联剂进行表面改性处理；② 将表面活性处理后的无机填料粉末和玻璃纤维充分混合均匀；③ 将②中的混合物加入到1,3-丁二烯、异戊二烯聚合物体系溶液中并加入引发剂偶氮二异丁腈进行充分搅拌混合；④ 将混合均匀后的物料溶剂烘干，然后将复合物料通过温度50-150 ℃、压力2-20 MPa下挤出或注塑的方式成形，得到半固化片；⑤ 将裁剪好的半固化片与铜箔组合好后，在温度80-220 ℃、压力4-20 MPa下热压烧结2-4 h使聚合物体系发生交联聚合，复合介质基板定形。

本发明的有益效果是微波复合介质基板具有稳定的电气和机械性能，在板材加工和应用方面可靠性高，制备工艺简单，环境友好，原料来源方便，有利于实现工业化生产，可广泛应用于通讯、雷达、卫星、高铁、飞机以及高尖端武器装备等高科技领域。

具体实施方式

无机填料：46 wt%的Ba₂Ti₉O₂₀粉体、10 wt%的二氧化硅粉末、0.5 wt%的氧化铝粉末，

玻璃纤维：4.0 wt%，

丁二烯-异戊二烯共聚物：39.0 wt%，

硅烷偶联剂：0.5 wt%，

引发剂偶氮二异丁腈占聚合物体系质量的1.0 %，由于引发剂用量较少，不计入原材料配方。

制备步骤：① 先将Ba₂Ti₉O₂₀粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末、玻璃纤维分别在甲酸溶液均匀分散，加入硅烷偶联剂在100℃进行搅拌混合2h，烘干后得到表面改性处理的无机粉体与玻璃纤维；

② 将表面改性处理后的无机粉末和玻璃纤维充分混合均匀；

③ 将混合物再加入到质量浓度为7.5 wt%的丁二烯-异戊二烯共聚物的甲苯溶液中，并加入引发剂偶氮二异丁腈进行充分搅拌混合；

④ 将混合均匀后的物料溶剂烘干，然后将复合物料通过温度50 ℃、压力10 MPa下以挤出的方式成形，得到半固化片；

⑤ 最后将裁剪好的半固化片与铜箔组合好后，在温度120 ℃、压力10 MPa下热压烧结4 h使聚合物体系发生交联聚合，复合介质基板定形，经检测，制备出的复合介质基板介电常数为3.2，介质损耗为2×10^-3，介电常数温度系数30 ppm/℃，X/Y/Z三轴热膨胀系数15/15/24 ppm/℃，符合高热稳定性的微波复合介质基板。

高热稳定性的微波复合介质基板指标：介电常数为2.5-6.5，介电常数温度系数在-40 ppm/℃至+40 ppm/℃之间，热膨胀系数小于26 ppm/℃。