一种高分子复合微波介质芯片及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高分子复合微波介质材料及其应用，可应用于微型芯片天线，包括两片金属箔电极以及夹在两片金属箔电极之间的高分子复合微波介质材料层复合构成，高分子复合微波介质材料由包括下列组分及体积百分配比的原料复合而成：有机高分子聚合物40％‑65％；无机填料35％‑60％；本发明专利技术利用高分子复合微波介质材料制备微波介质芯片，利用印制线路板PCB工艺制备微型芯片天线，相对于现有的LTCC工艺路线，具有工艺简单，适合大规模生产，成本低的优点，尤其是克服了陶瓷材料的脆性大易碎裂的缺点；本发明专利技术具有加工简单，成本低，适合批量化工业生产。

A Polymer Composite Microwave Dielectric Chip and Its Application

The invention discloses a macromolecule composite microwave dielectric material and its application, which can be applied to microchip antenna, comprising two metal foil electrodes and a composite layer of macromolecule composite microwave dielectric material sandwiched between two metal foil electrodes. The invention uses polymer composite microwave dielectric material to prepare microwave dielectric chips and PCB process to prepare microchip antenna, which has the advantages of simple process, suitable for large-scale production and low cost compared with the existing LTCC process route, especially overcomes the shortcomings of brittleness and fragility of ceramic materials. It has the advantages of simple processing and low cost, and is suitable for batch industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种高分子复合微波介质芯片及其应用
本专利技术涉及介质芯片，尤其涉及一种高分子复合微波介质芯片及其应用领域，可应用于微型芯片天线。
技术介绍
微波介质陶瓷(MWDC)是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段，300MHz～300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，微波介质陶瓷作为一种新型电子材料，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等，广泛应用于微波技术的许多领域。微波介质天线具有小型化、高性能的特点，微型芯片天线在智能手机和WLAN中均得到广泛应用。目前为了实现各种通讯设备之间的网络互联和资源共享，蓝牙技术和WIFI技术已被广泛应用于移动电话、汽车电话、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备等领域，微型芯片天线也都发挥了至关重要的作用。微型芯片天线的制备由低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备，设备投入大，生产效率低，材料成本高。另外，陶瓷基的微型芯片天线也具有陶瓷制品普遍具有的缺点：易碎，不耐震动冲击。这些都限制了陶瓷微型芯片天线在便携式电子设备中的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供成本低、机械性能和电性能稳定的微波介质芯片，并且易于加工生产，克服现有技术存在的上述缺陷。功能高分子材料是目前材料科学研究的热点，高分子复合微波介质材料便是其中的佼佼者，迄今学术界产业界都在踊跃地对它进行研究开发。所谓高分子复合微波介质材料，由有机高分子材料填充无机微波介质材料复合而成，主要应用于高频高速印制线路板。目前实现商品化的高分子复合微波介质材料所使用的高分子聚合物，有两种体系，一种是聚四氟乙烯及其改性共聚物，如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)。以介电常数、介质损耗、吸水率和频率特性考虑，这类氟树脂最佳，且具有最好的频率稳定性，但是氟树脂价格昂贵，机械加工性能差，需要用特殊的加工工艺及设备，加工成本高昂；另一种是低介电的热固性聚合物，主要有低介电改性环氧树脂、低介电改性的聚酰亚胺树脂(MPI)、液体丁苯橡胶、氰酸酯、可交联固化的热固性聚苯醚等。这类材料价格相对较低，但是需要浸渍玻璃纤维布做成层压树脂板使用，成型加工工艺相对复杂，并且玻璃纤维布的存在，会造成复合材料介电常数不均匀，影响最终产品性能。本专利技术提供了一种高分子复合微波介质芯片，包括金属箔电极以及设置在所述的金属箔电极之间的高分子复合微波介质材料，所述的高分子复合微波介质材料包括以下组分：有机高分子聚合物体积百分比为40％-65％；无机填料体积百分比为35％-60％。进一步，所述的有机高分子聚合物为热塑性聚合物，为聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚苯乙烯、聚环烯烃类聚合物、聚4-甲基戊烯-1、聚苯醚、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种或者为上述物质的混合物。进一步，所述热塑性聚合物为高密度聚乙烯。进一步，所述的无机填料为二氧化硅二氧化钛、氧化铝、氮化硼、复合微波介质陶瓷粉体以及复合钙钛矿结构的陶瓷粉体中的一种或者为上述物质的混合物。进一步，所述的无机填料为复合钙钛矿结构的陶瓷粉体,包括CaTiO3和MgTiO3为基的化合物、钡基化合物、铅基化合物。进一步，所述的无机填料为类钙钛矿结构的微波介质陶瓷粉体包括BaO-Ln2O3-TiO2系，CaO—Ln2O3-TiO2系、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷粉体中的任意一种，其中Ln为La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd中的任意一种。进一步，所述的无机填料为BaTi4O9，ZrTi04、SnTi04、BiNbO4中任意一种为基的微波介质陶瓷粉体。进一步，所述的金属箔电极为为镀镍铜箔、铜箔、镍箔中的任意一种。优选为镀镍铜箔，镀镍面做为与高分子复合微波介质材料接触面。进一步，应用于一种微型芯片天线。微型芯片天线的制备方法为：利用印制线路板工艺，在上述微波介质芯片的两侧金属箔电极上蚀刻出图形线路，钻孔并孔壁镀铜，然后镀镍金或镀锡，印刷阻焊膜及字符，最后利用划片机切割，即得到微型芯片天线。可应用于蓝牙和WIFI等设备。本专利技术利用高分子复合微波介质材料制备微波介质芯片，然后利用印制线路板(PCB)工艺制备微型芯片天线，相对于现有的LTCC工艺路线，具有工艺简单，适合大规模生产，成本低的优点，尤其是克服了陶瓷材料的脆性大易碎裂的缺点。另外，本专利技术的高分子复合微波介质材料加工简单，成本低，适合批量化工业生产。附图说明图1是本专利技术的微波介质芯片示意图；图中附图标记：1---金属箔电极；2---高分子复合微波介质材料；图2是本专利技术的微型芯片天线示意图；图中附图标记：21---上层金属图形；22---高分子复合微波介质材料；23---下层金属图形；24---金属化半圆孔；图3是本专利技术的微波介质芯片机械钻孔镀铜后示意图；图4是本专利技术的微波介质芯片贴干膜，曝光后正面示意图；图5是本专利技术的微波介质芯片贴干膜，曝光后反面示意图；图6是本专利技术的微波介质芯片位置切割示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的高分子复合微波介质芯片，如附图1所示，包括金属箔电极1以及设置在金属箔电极1之间的高分子复合微波介质材料2，包括，有机高分子聚合物体积百分比为40％-65％；无机填料体积百分比为35％-60％的比例，上述的有机高分子聚合物为热塑性聚合物，为聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚苯乙烯、聚环烯烃类聚合物、聚4-甲基戊烯-1、聚苯醚、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种或者为上述物质的混合物。上述的热塑性聚合物优选为高密度聚乙烯。无机填料为二氧化硅，二氧化钛，氧化铝，氮化硼、复合微波介质陶瓷粉体以及复合钙钛矿结构的陶瓷粉体中的一种或者为上述物质的混合物。无机填料为复合钙钛矿结构的陶瓷粉体,包括CaTiO3和MgTiO3为基的化合物，钡基化合物，铅基化合物。无机填料为类钙钛矿结构的微波介质陶瓷粉体包括BaO-Ln2O3-TiO2系，CaO—Ln2O3-TiO2系、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷粉体中的任意一种，其中Ln为La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd中的任意一种。无机填料为BaTi4O9，ZrTi04、SnTi04、BiNbO4中任意一种为基的微波介质陶瓷粉体。金属箔电极为镀镍铜箔、铜箔、镍箔中的任意一种。高分子复合微波介质芯片主要应用于一种微型芯片天线。为了更好地说明上面的技术方案，结合附图1和附图2所示，提供了以下9个实施例，有机高分子聚合物体积百分比以及无机填料体积百分比具体见表1-1和表1-2如下：表1-1编号实施例7实施例8实施例9聚苯硫醚22聚苯乙烯2614.5聚苯醚33.540氧化硅151560氧化钛3737表1-2实施例1：按照表1-1中实施例1中的体积百分比，将65％的高密度聚乙烯以及35％的BaO-Sm2O3-TiO2，按比例混合，利用密炼机混炼，然后经开炼机拉片，得到厚度1.0mm的片材，按宽300mm长400mm的尺寸切割，然后利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分子复合微波介质芯片，包括金属箔电极以及设置在所述的金属箔电极之间的高分子复合微波介质材料，所述的高分子复合微波介质材料包括以下组分：有机高分子聚合物体积百分比为40％‑65％；无机填料体积百分比为35％‑60％。

【技术特征摘要】
1.一种高分子复合微波介质芯片，包括金属箔电极以及设置在所述的金属箔电极之间的高分子复合微波介质材料，所述的高分子复合微波介质材料包括以下组分：有机高分子聚合物体积百分比为40％-65％；无机填料体积百分比为35％-60％。2.如权利要求1所述高分子复合微波介质芯片，其特征在于，所述的有机高分子聚合物为热塑性聚合物，为聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚苯乙烯、聚环烯烃类聚合物、聚4-甲基戊烯-1、聚苯醚、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种或者为上述物质的混合物。3.如权利要求2所述高分子复合微波介质芯片，其特征在于，所述热塑性聚合物为高密度聚乙烯。4.如权利要求1所述高分子复合微波介质芯片，其特征在于，所述的无机填料为二氧化硅，二氧化钛，氧化铝，氮化硼、复合微波介质陶瓷粉体以及复合钙钛矿结构的陶瓷粉体中的一种或者为上述物质的混合物。5.如权利要求4所述高分子复合微波介质芯片，其特征在于，所述的无机填料为复合钙钛矿结构的陶瓷粉体,包括CaTiO3和MgTiO3为基的化合物，钡基化合物，铅基化合物。6.如权利要求4所述高分子复合微波介质芯片，其特征在于，所述的无机填料为类钙钛矿结构的微波介质陶瓷粉体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹丹旦，
申请(专利权)人：曹丹旦，
类型：发明
国别省市：江苏,32