[发明专利]一种PTFE基微波复合介质基板及其制备方法

说明书

本发明提供了一种PTFE基微波复合介质基板及其制备方法，属于微波介电领域。本发明将钙钛矿型陶瓷与聚四氟乙烯混合，通过模压法和真空热压法使陶瓷填料与聚合物基体相互混合均匀，使材料致密，具有一定的机械性能与良好的介电性能，制备得到了高介、低损耗、低温漂的PTFE基微波复合介质基板。实施例的数据表明，本发明制备的PTFE基微波复合介质基板的介电常数ε_r为5.9～10.5，介电损耗tgδ小于3×10^‑3，ε_r的温度系数的绝对值小于200ppm/℃。

技术领域

本发明涉及微波介电领域，特别涉及一种PTFE基微波复合介质基板及其制备方法。

背景技术

微波复合介电材料具有聚合物柔韧性好、可加工性能高等优点，还具有微波介电材料陶瓷优异的介电性能与尺寸稳定性等特点。因其有着优良的微波性能而广泛应用于卫星通讯、导航、固态相控阵雷达及广播电视等电子设备中。其中以聚四氟乙烯(PTFE)为基质的复合玻璃纤维或复合陶瓷粉料的新型微波介质材料性能最突出，其具有很好的宽带及高频特性，可用于天线、复杂多层线路及微波线路等平面或非平面的结构，满足滤波器及振荡器等的需求，且易于进行切割钻孔等机械加工，制作电路的工艺简单，已成为混合集成电路中应用最广的材料，且随着电子工业的发展而迅速发展。

国内外科研工作者一直致力于研究微波复合介质基板。P.S.Anjana等人于2008年以CeO₂为无机填料制备了PTFE基复合材料，并研究其微波介电性能与应用。当CeO₂以0.6的体分数填充PTFE时，制备的复合材料的介电常数为5，介电损耗为0.0064(在7GHz下测试)，可应用于微波基板材料。2008年，S.Rajesh等提出采用CaCO₃和TiO₂固相法制备CaTiO₃，并采用SMECH法与PTFE粉及短切E-玻纤混合制成片状复合材料，在陶瓷填料为复合材料的61wt％，测试频率为10GHz时，介电性能为εr＝11.8，tanδ＝0.0036，与理论计算值较符合。2009年S.Rajesh等又用溶胶-凝胶法制备了纳米尺寸的TiO₂，且与微米级的TiO₂分别用SMECH法与PTFE粉制备复合材料，研究发现在微波频率下，纳米级TiO₂比微米级TiO₂制得复合材料的介电常数及介电损耗都要高，在填料百分比为50wt％时，纳米级ε_r＝7.5，tanδ＝0.015，微米级ε_r＝6.8，tanδ＝0.0018，原因是纳米级填料的高极化率和界面中的体积的增加。S.Rajesh等又将SrCO₃和TiO₂采用固相合成法制备SrTiO₃，用SMECH法制备PTFE基复合片材，并在其中掺入直径为10μm左右、长度为3-5mm的短玻纤，在微波频率下研究了复合材料的介电性能，在填料百分比为63wt％时，复合材料ε_r＝13.1，tanδ＝0.0055，介电损耗较低，此时的抗拉强度为5.3MPa，且增加填料含量会使复合材料的抗拉强度逐渐降低。

可见，虽然微波复合介质基板在综合性能上有较大的应用前景，但现有技术中制备得到的微波复合介质基板均无法同时满足高介电常数，低温度系数，介电损耗小的性能。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种PTFE基微波复合介质基板及其制备方法。本发明制备的PTFE基微波复合介质基板，材料致密，具有一定的机械性能与良好的介电性能，并且高介、低损耗、低温漂。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种PTFE基微波复合介质基板的制备方法，包括以下步骤：

提供高介钙钛矿型陶瓷；

将所述高介钙钛矿型陶瓷与聚四氟乙烯混合，得到有机无机共混物；