[发明专利]微波毫米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毫米波复合介质基板及其制备方法，属于有机/无机/金 属复合材料领域。

背景技术

上世纪八十年代前，国际上主要用单晶、高纯刚玉氧化铝瓷等无机类基片制 作微波电路，但单晶、陶瓷基片的脆性使得尺寸难以做大，安装、振动等环境下 可靠性无法保证。聚苯乙烯虽然微波损耗小，但耐温低，无法承受电路制作的焊 接温度。进入上世纪八十年代，美国ROGERS公司首先提出以聚四氟乙烯为基 复合纤维布或复合陶瓷的新型基板技术，用于实现微波高集成度、高性能电子封 装技术方面。在微波电路的设计灵活性、布线密度和可靠性方面提供了巨大的潜 能。可获得不同电学与物理性能的基板材料，如介电常数、热膨胀系数等可以调 整。因此该新型复合材料成为材料学领域备受关注的热点课题之一。众所周知， 聚四氟乙烯的表面能极低，是所有材料中表面能最低的，通常很难与其它材料进 行复合或粘结，形成需要的片材强度，因此对聚四氟乙烯的表面改性活化，设计 合理的配方，选择适当种类与特性的添加粉料，优化特殊的成型烧结以及金属化 工艺，微波毫米波频率下介电性能的精确测试与评价等，均是研究并制备聚四氟 乙烯为基复合纤维布或复合陶瓷的新型基板的关键技术点。

多年来，国际上以美国为代表的少数国家对聚四氟乙烯为基复合纤维布或复 合陶瓷微波毫米波复合介质基板进行了深入的研究，在高频微波、毫米波电路领 域中已经获得了很多的应用。我国在聚四氟乙烯复合纤维布的低介电常数微波基 板方面已经取得应用，但由于纤维布存在明显的各向异性，因此实际使用的微波 频率上限受到明显限制，如毫米波无法适用。国内在以聚四氟乙烯为基复合微细 纤维、玻璃粉、陶瓷粉，制备的适合微波到毫米波范围，低损耗复合介质基板 方面的研究起步较晚，近年来我国对这方面的研究非常重视，取得了较为明显的 进展。

发明内容

本发明的目的为了改进现有基板实际使用的微波频率上限受到明显限制等 不足而提供了一种微波毫米波复合介质基板，本发明的另一目的是提供上述复合 介质基板的制备方法。

本发明的技术方案为：一种微波毫米波复合介质基板，其特征是由低损耗复 合介质和上下表面金属化层组成；其中低损耗复合介质组份及各组分占低损耗复 合介质总重量的百分比分别为：聚四氟乙烯25～40％  聚苯硫醚3～20％  微纤 维3～15％  玻璃粉10～25％  陶瓷粉20～45％  偶联剂1～5％。

其中所述的上下表面金属化层，其中一层金属层为铜箔，另一层金属层为铜 箔或铝板。

优选所述的陶瓷粉各组份及各组份占陶瓷粉总量的重量百分比分别为：SiO₂8～25wt％  TiO₂ 20～45wt％  SrO 12～28wt％  CaO 5～25wt％  MgO 3～15wt％  La₂O₃ 0.5～3wt％；玻璃粉各组份及各组份占玻璃粉总量的重量百分比 分别为：SiO₂ 30～50wt％  B₂O₃ 20～35wt％  CaO 20～45wt％  Na₂O 0.3～1wt％ K₂O 0.3～1wt％；所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

上述的聚四氟乙烯粉、聚苯硫醚粉、微纤维市场有售，其中优选微纤维的基 本成分是：SiO₂ 45～55wt％  Al₂O₃ 4～12wt％  B₂O₃ 12～18wt％  CaO10～20wt％ MgO3～12wt％N  Na₂O 0.3～0.8wt％。

本发明还提供了上述基板的制备方法，其具体步骤为：

A.按玻粉配方分别称取SiO₂、B₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O混合8～12h；将制 备的混合料倒入铂金坩锅内，于1350～1500℃下保温1～2h使其完全熔融和均匀 化，倒入蒸馏水中得到透明碎玻璃；再将得到的碎玻璃，经湿法玛瑙球磨24～48h， 得到平均粒径5～10μm的玻璃粉；