CN103172955A - 基板材料及其制备方法 - Google Patents
基板材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103172955A CN103172955A CN2011104409818A CN201110440981A CN103172955A CN 103172955 A CN103172955 A CN 103172955A CN 2011104409818 A CN2011104409818 A CN 2011104409818A CN 201110440981 A CN201110440981 A CN 201110440981A CN 103172955 A CN103172955 A CN 103172955A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- tetrafluoroethylene
- baseplate
- glass fibre
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种超材料的介质基板材料,所述材料包括聚四氟乙烯、Si3N4和任选的玻璃纤维。所述材料具有改善的介电性能和力学性能。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种超材料,具体地说涉及一种超材料的介质基板材料及其制备方法。
【背景技术】
超材料一般由多个超材料功能板层叠或按其他规律阵列组合而成。超材料功能板通常包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构。现有技术中的超材料的介质基板为均一材质的有机或无机基板,如FR4、TP1等等。阵列在介质基板上的多个人造微结构具有特定的电磁特性,能对电场或磁场产生电磁响应,通过对人造微结构的结构和排列规律进行精确设计和控制,可以使超材料呈现出各种一般材料所不具有的电磁特性,如能汇聚、发散和偏折电磁波等。
目前已经商品化的高频基板主要有三类:聚四氟乙烯(PTFE)基板、热固性聚苯醚(Polyphenyl Oxide)与交链聚丁二烯基板和环氧树脂复合基板(FR-4)。其中聚四氟乙烯基板的介电常数为2.1-10.6,而环氧树脂复合基板的介电常数为4.2-5.4。从组成与结构、制备方法和介电性能等方面考虑,低介电常数材料主要分为无机材料、有机材料和无机/有机复合材料。聚四氟乙烯(PTFE)具有低的介电常数和介电损耗,是一种特殊的工程塑料,具有优良的物理和化学性能。但是,由于聚四氟乙烯介电常数较小,机械强度较低,用纯聚四氟乙烯制备的介电材料很难在微波频段使用。
【发明内容】
本发明在聚四氟乙烯中加入高介电常数的Si3N4来提高介电常数,改善介质基板材料的介电性能和力学性能。任选的,本发明还用玻璃纤维作为增强材料来增加介质基板材料的强度。
本发明在一个方面提供一种基板材料,其包括聚四氟乙烯和Si3N4。优选的,所述Si3N4占材料的1-20%重量,优选2-15%重量,最优选3-9%重量。
在一个实施方案中,所述基板材料还包括玻璃纤维。优选的,所述玻璃纤维占材料的1-30%重量,优选1-20%重量,最优选1-10%重量。
本发明的基板材料优选用作超材料的介质基板材料。
在另一个方面,本发明提供一种制备本发明的基板材料的方法,所述方法包括:
1)混合聚四氟乙烯、Si3N4和任选的玻璃纤维;和
2)烧结所述混合物。
在一个实施方案中,本发明方法还包括在混合步骤1)之前用硅烷偶联剂预处理Si3N4,和/或将聚四氟乙烯粉碎并过50-100目筛。
在另一个实施方案中,本发明方法还包括将混合步骤1)得到的混合物模压成型。
【具体实施方式】
下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行描述。但是本领域技术人员应该理解,本申请中所描述的技术方案仅仅是本发明的示例性描述,而不是对于本发明范围的限制。本领域技术人员可根据本申请的描述而对本发明的作出各种改变和修饰,所有这些改变和修饰都属于本发明保护的范围。
除非另有明确定义,本申请上下文中使用的术语具有本领域中通常使用的含义。
本发明在一个方面提供一种基板材料,其包括聚四氟乙烯和Si3N4。优选的,所述Si3N4占材料的1-20%重量,优选2-15%重量,最优选3-9%重量。
本文使用的术语“聚四氟乙烯”是指各种分子量的四氟乙烯单体的聚合物。本发明可使用任何合适的聚四氟乙烯,但优选使用20-90μm的PTFE悬浮树脂。并且,在用于本发明的混合步骤之前可在电热干燥箱中干燥至恒重。
本文使用的术语“Si3N4”是指具有分子式Si3N4的化合物。本发明可使用任何合适的Si3N4,但优选使用10-100μm的Si3N4。并且,在用于本发明的混合步骤之前可使用硅烷偶联剂预处理。所述硅烷偶联剂可为任何本领域中已知的合适硅烷偶联剂,但是优选使用KH550。
在一个实施方案中,所述基板材料还包括玻璃纤维。优选的,所述玻璃纤维占材料的1-30%重量,优选1-20%重量,最优选1-10%重量。
本文使用的术语“玻璃纤维”是指以玻璃为原料经高温熔制、拉丝等工艺制造成的纤维,其单丝的直径为1-30微米,由数百根至上千根单丝组成每束纤维原丝。本发明中可使用任何合适的玻璃纤维,包括但不限于无碱玻璃纤维(氧化钠0%~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)。本领域技术人员可根据现有技术或通过简单实验确定适合用于本发明的玻璃纤维。
本发明的基板材料优选用作超材料的介质基板材料。
在另一个方面,本发明提供一种制备本发明的基板材料的方法,所述方法包括:
1)混合聚四氟乙烯、Si3N4和任选的玻璃纤维;和
2)烧结所述混合物。
本发明可使用任何合适的聚四氟乙烯,但优选使用20-90μm的PTFE悬浮树脂。在混合前,可将聚四氟乙烯放入电热干燥箱中干燥至恒重。然后任选的,可在低温下粉碎聚四氟乙烯并过50-100目筛。
本发明可使用任何合适的Si3N4,但优选使用10-100μm的Si3N4。并且,在用于本发明的混合步骤之前可使用硅烷偶联剂预处理。所述硅烷偶联剂可为任何本领域中已知的合适硅烷偶联剂,但是优选使用KH550。然后任选的,可用无水乙醇洗涤处理后的Si3N4以置换出产品中剩余的溶剂。然后任选的,可干燥所得产物。
混合步骤可使用高速混合机进行。混合时间可为任何合适的时间,例如由本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验确定,优选为1-10分钟,更优选3-5分钟。
任选的,可将混合步骤1)中所得的产物模压成型。模压成型可30-60Mpa下进行。
烧结混合物可使用本领域中已知的任何烧结方式进行,例如由本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验确定。在一个实施方案中,将模压成型的Si3N4/PTFE以一定的速率(如40-100℃/h,优选60-80℃/h)升温至一定温度(例如350-400℃,优选380℃),然后保温一定时间(例如1-10小时,优选2-3小时),最后以一定的速率(例如20-50℃/h,优选30-40℃/h)降温(例如首先降温至150℃,然后自然冷却至室温)。
实施例
将20-90μm的PTFE悬浮树脂放入电热干燥箱中干燥3-5h至恒重,然后在低温下进行粉碎并过50-100目筛。10-100μm的Si3N4粉末加入KH550中反应24小时,然后用无水乙醇置换出产品中剩余的溶剂,干燥。
将处理过的Si3N4和玻璃纤维以及PTFE树脂按x%Si3N4+y%玻璃纤维+(1-x-y)%PTFE(%质量,其中x=3-9,y=1-10)的配比加入高速混合机中,混合5分钟,并在30-60Mpa下模压成型。
将模压成型的Si3N4/PTFE以60℃/h的速率升温至380℃,然后保温2-3h,最后以30℃/h的速率降温至150℃后自然冷却至室温。
本发明得到的吸波材料具有高吸收、兼容性优良和频带宽的优点。同时,本领域技术人员可理解,可通过调节碳纳米管和钛酸钡纳米线的比例,使吸波材料具有不同的电磁参数,如介电常数,从而能为某些具有特定电磁参数的应用场合提供更大的选择性。
Claims (10)
1.一种基板材料,所述材料包括聚四氟乙烯和Si3N4。
2.权利要求1的基板材料,其中所述Si3N4占材料的1-20%重量。
3.权利要求1的基板材料,其中所述Si3N4占材料的2-15%重量。
4.权利要求1的基板材料,其中所述Si3N4占材料的3-9%重量。
5.权利要求1的基板材料,所述材料还包括玻璃纤维。
6.权利要求5的基板材料,其中所述玻璃纤维占材料的1-30%重量,优选1-20%重量,最优选1-10%重量。
7.权利要求1-6中任一项的基板材料用作超材料的介质基板材料的用途。
8.一种制备权利要求1的基板材料的方法,所述方法包括:
1)混合聚四氟乙烯、Si3N4和任选的玻璃纤维;和
2)烧结所述混合物。
9.权利要求8的方法,其中所述方法还包括在混合步骤1)之前用硅烷偶联剂预处理Si3N4,和/或将聚四氟乙烯粉碎并过50-100目筛。
10.权利要求8的方法,其中所述方法还包括将混合步骤1)得到的混合物模压成型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011104409818A CN103172955A (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 基板材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011104409818A CN103172955A (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 基板材料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103172955A true CN103172955A (zh) | 2013-06-26 |
Family
ID=48633177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011104409818A Pending CN103172955A (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 基板材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103172955A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107311517A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-03 | 安徽升鸿电子有限公司 | 采用车削方式制作Dk>10的覆铜板基材的方法 |
CN107674349A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 南京工业大学 | 一种低介电常数的含氟聚合物复合材料及其制备方法 |
CN107722518A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-23 | 南京工业大学 | 一种新型低介电常数ptfe基复合材料及其制备方法 |
CN108659411A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 南京工业大学 | 一种硅酸钙填充含氟聚合物复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0013379B1 (en) * | 1978-12-26 | 1984-02-29 | Rogers Corporation | Dielectric material, circuit boards made from this material, and method of making said material and said circuit boards |
US5922453A (en) * | 1997-02-06 | 1999-07-13 | Rogers Corporation | Ceramic-filled fluoropolymer composite containing polymeric powder for high frequency circuit substrates |
US20030203174A1 (en) * | 2001-09-14 | 2003-10-30 | Tonoga, Inc. | Low signal loss bonding ply for multilayer circuit boards |
US20060180936A1 (en) * | 2004-03-31 | 2006-08-17 | Endicott Interconnect Technologies, Inc. | Fluoropolymer dielectric composition for use in circuitized substrates and circuitized substrate including same |
CN102110891A (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 西北工业大学 | S波段超材料完全吸收基板微带天线 |
-
2011
- 2011-12-26 CN CN2011104409818A patent/CN103172955A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0013379B1 (en) * | 1978-12-26 | 1984-02-29 | Rogers Corporation | Dielectric material, circuit boards made from this material, and method of making said material and said circuit boards |
US5922453A (en) * | 1997-02-06 | 1999-07-13 | Rogers Corporation | Ceramic-filled fluoropolymer composite containing polymeric powder for high frequency circuit substrates |
US20030203174A1 (en) * | 2001-09-14 | 2003-10-30 | Tonoga, Inc. | Low signal loss bonding ply for multilayer circuit boards |
US20060180936A1 (en) * | 2004-03-31 | 2006-08-17 | Endicott Interconnect Technologies, Inc. | Fluoropolymer dielectric composition for use in circuitized substrates and circuitized substrate including same |
CN102110891A (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 西北工业大学 | S波段超材料完全吸收基板微带天线 |
Non-Patent Citations (8)
Title |
---|
TIE JUN CUI 等: "《Metamaterials Theory, Design, and Applications》", 5 October 2009, article "Metamaterials Theory, Design, and Applications", pages: 2-3, XP022486862 * |
何洪等: ""氮化硅/聚苯乙烯复合电子基板材料制备及性能"", 《高分子材料科学与工程》, vol. 23, no. 2, 30 March 2007 (2007-03-30), pages 214 - 217 * |
吴海宏: "《现代工程塑料》", 30 September 2009, article "现代工程塑料", pages: 152 * |
吴海若: "《产品材料基础》", 31 March 2010, article "产品材料基础", pages: 138-140 * |
李向亭: "《复合介质的宏观性质——基于Bergman谱理论的计算》", 31 March 2010, article "复合介质的宏观性质——基于Bergman谱理论的计算", pages: 1,9 * |
邵天奇 等: "高介电常数材料在半导体存储器件中的应用", 《固体电子学研究与进展》, vol. 22, no. 3, 30 September 2002 (2002-09-30), pages 312 - 317 * |
金鸿 等: "《印刷电路技术》", 31 December 2003, article "印刷电路技术", pages: 57 * |
钱知勉 等: "《氟塑料加工与应用》", 30 July 2010, article "氟塑料加工与应用" * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107674349A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 南京工业大学 | 一种低介电常数的含氟聚合物复合材料及其制备方法 |
CN108659411A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 南京工业大学 | 一种硅酸钙填充含氟聚合物复合材料及其制备方法 |
CN107311517A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-03 | 安徽升鸿电子有限公司 | 采用车削方式制作Dk>10的覆铜板基材的方法 |
CN107722518A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-23 | 南京工业大学 | 一种新型低介电常数ptfe基复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110054864A (zh) | 一种高导热复合填料及其聚合物基复合材料的制备方法 | |
CN102382623B (zh) | 一种碳基复合吸波材料的制备方法 | |
CN103172955A (zh) | 基板材料及其制备方法 | |
CN102993749A (zh) | 一种纳米Al2O3复合的耐电晕聚酰亚胺薄膜 | |
Wang et al. | High MXene loading, nacre-inspired MXene/ANF electromagnetic interference shielding composite films with ultralong strain-to-failure and excellent Joule heating performance | |
CN102531556A (zh) | 一种高抗压低密度的空心无机氧化物微球的制备方法 | |
CN113462357B (zh) | 一种吸波粒子及其复合材料的制备方法和应用 | |
CN110922709A (zh) | 一种导电聚合物复合吸波材料及其制备方法 | |
CN105385100A (zh) | 一种石墨烯改性酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN108501488A (zh) | 一种高频高速覆铜板及其制备方法 | |
CN113088251A (zh) | 一种双金属MOFs衍生Fe3O4/Fe/C复合吸波材料的制备方法 | |
CN105347788B (zh) | 低介电损耗的微波复合介质材料及制备方法 | |
Zhang et al. | Hierarchical boric acid/melamine aerogel based on reversible hydrogen bonds with robust fire resistance, thermal insulation and recycling properties | |
CN110205096A (zh) | 一种可调控微孔吸波超材料及其制备方法和应用 | |
CN106893303A (zh) | 一种高介电常数轻质介质基材及其制备方法 | |
CN103538348B (zh) | 一种阻燃橡胶的制造方法 | |
CN108774436A (zh) | 一种电气柜外壳专散热漆及其制备方法 | |
CN116082696B (zh) | 一种水基酚醛气凝胶复合材料及其制备方法 | |
CN112094482A (zh) | 用于x波段的高介电低损耗树脂基纳米复合材料及其方法 | |
CN106832522B (zh) | 一种具有取向隔离结构的电磁屏蔽复合材料及其制备方法 | |
CN107522961B (zh) | 聚苯乙烯基高导热复合材料及其制备方法 | |
CN105006658A (zh) | 碳纳米管复合钛酸钡纳米吸波材料及其制备方法 | |
CN118684222A (zh) | 一种单层石墨烯和寡层石墨烯的制备方法 | |
CN111420619B (zh) | 一种纤维素-壳聚糖/pani复合气凝胶的制备方法 | |
CN110734639B (zh) | 一种介电常数可调控的复合电阻膜及制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130626 |