[发明专利]一种埋嵌电容用高介电常数的多相复合材料及其制备方法

说明书

本发明的埋嵌电容用高介电常数的多相复合材料，将通过熔盐法制备得到的由一维材料和纳米颗粒组成的纳米粉体混合物作为主要原料，与树脂基体混合均匀后得到浆液，之后将得到的浆液均匀涂覆到铜箔上并压合固化得到覆铜板型固化片。通过在树脂基体中加入棒状等一维铁电陶瓷来制备复合介电材料，不仅可以有效地增加树脂基体内铁电陶瓷之间的有效接触，而且可以增加它们在两电极之间相互形成介电通路的概率，从而得到较高的介电常数，同时，通过引入颗粒，在填充含量较高时，可以较为明显地降低复合材料的介电损耗，提升电容器件的整体性能。本发明制备的多相纳米复合材料具有作为埋嵌电容的介电材料而应用在印制电路板中的巨大潜力。

技术领域

本发明属于印制电路板技术领域，具体涉及一种埋嵌电容用高介电常数的多相复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的高速发展，PCB(Printed Circuit Board)电路器件向小型化、轻薄化、以及多功能化方向的发展趋势不可阻挡。但是，随着电路器件的小型化，芯片中I/O接口的密度不断增加及工作电压不断减小，从而使其I/O接口之间的信号干扰显著增加。因此，用于元件去耦，减少元件之间信号干扰的电容器在印制电路表面安装的数量不断增加。据统计发现，PCB中对于电容器的需求量在所有原器件中数量最大，特别是在现在比较普遍使用的智能手机中，电容器在其加入的无源器件中占比竟早已超过50％，这就足以看出电容去耦元器件在当今社会上占有着一个不可替代的地位。但是，现今的电容器封装技术主要是表面贴装，而这种封装方式势必会导致PCB电路中产生大量的寄生电容，这对于PCB的发展是极为不利的。为了解决这一难题，将电容器件埋嵌到PCB中，并通过表面改性等技术将其与基材融合成一个有机的整体将会成为今后的一项重要的元器件制造技术。

在埋嵌电容的制备技术中，铁电陶瓷—树脂复合介电材料体系的制备是其最为核心的技术。目前，一般采用颗粒型或一维纳米型铁电陶瓷材料作为填充材料，并将其加入到环氧树脂等脂类基体中来制备多相复合材料。其中，颗粒型材料仍是目前普遍使用的填充材料，这主要是因为在合成过程中，纳米材料一般会优先生成各向同性的形态来降低其表面能量，从而得到稳定的颗粒型产物。只有在特殊溶剂等环境条件下，纳米材料才会产生择优生长而得到一维纳米材料。对于颗粒型填充材料制备得到的复合材料，由于颗粒之间相互连接形成介电通路的概率小很多，从而导致其介电常数提升不会太过明显，一般最大值也不会很大(介电常数通常在40@1MHz左右)。但其有一个明显的优点是，当填充量很高时，由于颗粒的各向同性且尺寸较小，这就会增加它们之间的相会接触，从而降低了颗粒之间因含量过高而导致的填充空隙，进而降低了复合材料的介电损耗。对于一维的纳米填充材料，例如采用熔盐法制备的纳米线或纳米棒，其情况却是恰好相反：由于其在某个方向上的择优生长，这将会增加它们之间相互连通而形成介电通路的概率，从而也比较明显地提升了其介电常数。与此同时，在其填充含量很高时，一维材料在某个方向上的尺寸太大，与其它2个方向上的尺寸很不匹配，这就会导致它们之间会产生较多的空隙，进而就会导致介电损耗的不断增加。因此，亟需开发出一种既有较高的介电常数、又有较低的介电损耗的介电材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种埋嵌电容用高介电常数的多相复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种埋嵌电容用高介电常数的多相复合材料，包括由下至上依次层叠设置的第一铜箔、复合材料和第二铜箔；

所述复合材料的原料包括以下成分：环氧树脂、纳米粉体混合物、固化剂和催化剂，所述环氧树脂与纳米粉体混合物的质量比为1:1-3:7，所述固化剂的质量为环氧树脂质量的20-25％，所述催化剂的用量为0.1-0.2mL；

所述纳米粉体混合物由一维材料和纳米颗粒组成；

所述一维材料为二钛酸钡、钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡或钛酸钙钡所形成的纳米棒、纳米线或者纳米带中的一种或它们之间的二元或多元混合物；