[发明专利]复合材料、基于复合材料的介质基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种高介电常数、低损耗的复合材料、基于复合材料的介质基板及其制造方法。

背景技术

在通讯系统中，电子元器件的尺寸逐步向着高功效、多功能及小尺寸方向发展，这对高频材料的性能提出更高的需求。现代电子信息产品特别是微波射频器件的高速发展，集成度极大的提高及数字化、高频化、多功能化等应用要求已经向一般的PTFE高频板及制造工艺提出了挑战。

目前市场上的高频材料主要有PTFE基板、热固性PPO、交联聚丁二烯基板和环氧树脂复合基板。其介电常数、介电损耗及可加工性能三者匹配的需求已经非常迫切。有机复合基板材料一般是将无机氧化物陶瓷颗粒均匀分散到有机高分子材料中来制造复合材料基板。无机氧化物具有较高的介电常数，有机高分子材料具有很好的成型性和可加工性能，结合上述两者的优点，就可得到介电常数在较高范围、同时可加工性能良好的复合材料。

因选取的原材料的限制，现有的有机高分子-氧化物陶瓷复合材料不能获得较高的介电常数，介电损耗也较大。然而，常见的高介电有机高分子-氧化物陶瓷复合材料通常由环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯等介电常数较低、损耗较大的高分子材料与介电常数较大、但损耗也较高的铁电陶瓷颗粒组成。为了保证材料的可加工性，树脂的含量不能太低，即是高介电常数的铁电陶瓷的含量不能太高，这就导致复合材料的介电常数不高。同时，高分子材料组分和铁电陶瓷材料组分的高损耗也会致使复合材料的较高的损耗。

发明内容

基于此，为了解决现有复合材料及基于复合材料介质基板的介电常数不高而且损耗较高的技术问题，因此提供一种基于高介电常数、低损耗的复合材。

本发明还提供一种基于高介电常数、低损耗的复合材的介质基板。

同时，本发明还提供一种介质基板的制造方法。

一种复合材料包括母体材料、高介电常数的粉末颗粒及包裹所述高介电常数的粉末颗粒的有机高分子材料；所述高介电常数的粉末颗粒和有机高分子材料形成核壳结构，所述母体材料和有机高分子材料互不相溶；所述核壳结构无规则离散地分布嵌入在所述母体材料中。

进一步地，所述母体材料为高分子材料，选用环氧树脂、聚烯烃、聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷类及其共聚物或共混物中的任意一种。

进一步地，所述每一高介电常数的粉末颗粒的粒径在0.05um-4um之间。

进一步地，所述每一高介电常数的粉末颗粒的粒径在0.1um-2um之间。

进一步地，所述高介电陶瓷材料选用钛酸钡-锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷、钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷、钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡-锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷中的任意一种。

进一步地，所述介电常数的粉末颗粒表面上涂覆有活性剂，有机高分子材料通过化学键或氢键等吸附在表面活性剂上以形成所述核壳结构。

进一步地，所述有机高分子材料选用聚苯乙烯(PS)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的任意一种。

一种基于复合材料的介质基板，包括一导电箔和依附于所述导电箔上的复合材料；所述复合材料包括母体材料、高介电常数的粉末颗粒及包裹所述高介电常数的粉末颗粒的有机高分子材料；所述高介电常数的粉末颗粒和有机高分子材料形成核壳结构，所述母体材料和有机高分子材料互不相溶；所述核壳结构无规则离散地分布嵌入在所述母体材料中。

进一步地，所述导电箔选铜箔、银箔或者金箔中的任意一种。

一种复合材料的制造方法包括如下步骤：

将高介电常数陶瓷加工成粉末颗粒；

将高介电常数陶瓷粉末颗粒表面包裹有机高分子材料，形成核壳结构；

将上述核壳结构和母体材料溶液按照一定比例进行混合配制成粘度溶液；

烘干和固化上述粘度溶液。

与相对单纯陶瓷粉体加入到高分子母体材料中相比，本发明以高介电陶瓷为核、有机高分子膜为外壳的核壳结构，将上述核壳结构和母体材料溶液按照一定比例进行混合配制成粘度溶液；然后烘干和固化所述粘度溶液使得所述核壳结构无规则离散地分布嵌入在所述母体材料中，这样形成的复合材料及基于复合材料的介质基板的损耗可降低50％以上。

附图说明

图1是本发明的高介电常数、低损耗复合材料一实施方式的示意图；

图2是本发明的高介电常数、低损耗复合材料另一实施方式的示意图；

图3为基于图1所示复合材料加工成单面铜箔的介质基板一实施方式的示意图；