[发明专利]超低介电常数微波介质材料及其制备方法

说明书

本发明公开的超低介电常数微波介质材料，其表达式为(1‑x)H₃BO₃‑xTiO₂(0≤x≤0.3)、(1‑x)H₃BO₃‑xCaTiO₃(0≤x≤0.25)或(1‑x)H₃BO₃‑xSrTiO₃(0≤x≤0.2)。本发明中的微波介质材料由H₃BO₃相及含钛的相TiO₂、CaTiO₃或SrTiO₃构成，在室温至100℃的超低温度下制备，两相之间无化学反应。本发明中的微波介质材料具有超低介电常数(2.8～5.0)及高Qf值(20,000～146,000GHz)。本发明提供的微波介质材料可用于微波基板，其超低的介电常数可有效降低微波在基板中传输时的信号延迟，高Qf值可降低信号传输时的能量损失，而超低温下的制备方法则为基板与微波电路的集成提供了便利。

技术领域

本发明涉及应用于通讯系统中的微波介质材料，尤其涉及一种具有超低介电常数的微波介质材料。

背景技术

低介电常数微波介质材料被广泛应用于微波基板，是微波通讯领域中的关键材料之一，其基本性能要求为：低介电常数ε_r以降低微波在基板中传输时的信号延迟、高Qf值以减小信号传输过程中的能量损失。微波信号的延迟和能量损失均随频率的升高而增加，故微波通讯技术向更高频率快速发展的趋势对微波基板的低介电常数和高Qf值提出了更高的要求。到目前为止，应用于微波基板的材料通常为聚合物基材料，此类材料介电常数较低，一般为3～5，但Qf值偏低，通常10,000GHz。虽然很多陶瓷材料的Qf值远高于聚合物基材料，但介电常数偏高，通常5。因此，开发同时具有超低ε_r(5)和高Qf值(20,000GHz)的微波基板材料对微波通讯技术的发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种超低介电常数微波介质材料及其制备方法，该材料同时具有超低介电常数和高Qf值。

本发明的超低介电常数微波介质材料表达式为(1-x)H₃BO₃-xTiO₂(0≤x≤0.3)、(1-x)H₃BO₃-xCaTiO₃(0≤x≤0.25)及(1-x)H₃BO₃-xSrTiO₃(0≤x≤0.2)。本发明中的微波介质材料由H₃BO₃相或者由H₃BO₃相及含钛的相TiO₂、CaTiO₃或SrTiO₃构成，两相之间无化学反应。

本发明的超低介电常数微波介质材料可用下述方法制备而成。

首先，将H₃BO₃粉末与TiO₂、CaTiO₃或SrTiO₃粉末按上述比例用湿式球磨法混合24小时，烘干后过筛。之后，往干燥粉末中加入重量百分比1～20％的去离子水或无水乙醇，混合均匀后倒于模具中，在室温～100℃间施加50～200MPa的压强，保持1～20分钟，即制得所需致密的微波介质材料。

本发明的超低介电常数微波介质材料，其介电常数为2.8～5.0，Qf值为20,000～146,000GHz。将本发明提供的超低介电常数微波介质材料用于微波基板，可显著降低微波在基板传输过程中的信号延迟及能量损失，从而满足高端微波通讯技术对微波基板材料提出的更高要求。而其超低温下的制备方法则为微波基板与电路的集成提供了便利。因此，本发明在工业上具有很高的应用价值。

具体实施方式