[发明专利]一种低介电常数纳米陶瓷填充高频覆铜板及其制备方法

说明书

本发明提供一种低介电常数纳米陶瓷填充填充高频覆铜板及其制备方法，包括最外层的第一铜箔、第二铜箔以及中间层的若干层陶瓷片，所述陶瓷片为低介电常数纳米陶瓷填充片制成，所述低介电常数纳米陶瓷填充片按重量组分计，包括：分子式为A_xC_y的过渡金属碳化纳米陶瓷颗粒0份～40份，其中所述x为1、2或3，所述y为1或2，所述A元素为Ti、Cr、Nb、Mo或Ta中的一种或几种，所述C元素为碳元素；石墨烯纳米颗粒10份～15份；聚偏氟乙烯20份～30份；二甲基甲酰胺1份～5份。本发明提供的高频覆铜板在采用亚6GHz以及毫米波进行信号传输的电磁波环境下具有低介电常数、低介质损耗、高饱和磁化强度和电导率的特点。

技术领域

本发明属于通信材料技术领域，具体涉及一种低介电常数纳米陶瓷填充高频覆铜板及其制备方法。

背景技术

2019年6月6日，中国工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电正式发放5G商用牌照，标志着我国正式迈入第五代移动通讯(5G)时代。可以预见，5G时代的到来会对众多行业产生显著的冲击，但更多的是催生众多新兴产业或者极大地推动传统行业的变革。通讯技术作为一门多领域的交叉科学，多年来其发展一直带动着众多学科的进步，这其中包括材料科学。“一代通讯、一代装备、一代工艺、一代材料”的发展模式贯穿着通讯技术从1G到5G的40年发展历程。在1980-2010年的30年里，移动通讯信号最大传输速率由10kbps(bitper second，比特/秒)增加到1Gbps，增加了10万倍。而发展到5G时代，信号最大传输速率有望达到10Gbps，届时通讯技术的发展将极大地改变人类现有的生活方式。

5G通讯技术的实现对于新材料的依赖程度将超过以往任何一代，这主要是由5G通讯技术的特征决定的。5G通讯具有信号传输超高速(达到约10Gbps)、超低延迟(1ms)与多用户接入等特征，对现有材料的综合性能提出了苛刻的要求。信号传输延迟是指信号从发出到接收所需要的时间，是衡量信号传输速率的重要指标。在4G通讯技术中，约为15ms的信号延迟相对于绝大多数设备而言已经足够。但随着5G通讯技术的发展，一些设备需要更低的信号延迟，例如移动云计算、可穿戴设备、无人驾驶、智能家居、高清视频同摄传输等，这就需要大幅降低信号的传输延迟。现有5G技术中，将采用亚6GHz以及毫米波进行信号传输。毫米波通常指频段在30～300GHz、波长为1～10mm的电磁波。由于工作频率介于微波与远红外波之间，因此兼有两种波谱的特点。毫米波电路的损耗包括介质损耗、导体损耗和辐射损耗。在毫米波频段内，当电场通过介质时，由于介质分子交替极化和晶格来回碰撞而产生的热损耗将加剧。因此，5G高频通讯用毫米波会诱发高分子电介质材料产生更大的损耗。

另外，使用高频覆铜板制作的PCB板上连接有各种传感器和控制芯片，外界的电磁干扰会导致传感器所检测的信号不准确或检测不到信号。

现有技术中的陶瓷高频覆铜板，如中国专利201910229541.4，多采用无机氧化物、硅灰石、硅酸铝、滑石粉、膨润土、硅微粉、云母粉、水镁石、高岭土、浮石粉、粘土、玻璃纤维和玄武岩纤维等大分子无机物填充于含氟聚合物的乳液，通过偶联剂进行涂覆刮涂制备陶瓷填充高频覆铜板。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种低介电常数纳米陶瓷填充高频覆铜板及其制备方法，本发明提供的具有若干层低介电常数纳米陶瓷填充片作为中间层，外部上表面和下表面通过热压铜箔，制备形成具有低介电常数、低介电损耗以及具有较高电磁屏蔽能力的高频覆铜板。

本发明提供如下技术方案：一种低介电常数纳米陶瓷填充片，按重量组分计，包括以下成分：

分子式为A_xC_y的过渡金属碳化纳米陶瓷颗粒30份～40份，其中所述x为1、2或3，所述y为1或2，所述A元素为Ti、Cr、Nb、Mo或Ta中的一种或几种，所述C元素为碳元素；

石墨烯纳米颗粒 10份～15份；