一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法，通过掺杂MgO2、Nb2O3进行掺杂改性得到复相BST陶瓷粉体，有着极高的介电常数和极低的介电损耗。其中Mg

【技术实现步骤摘要】
一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及高频覆铜板领域，具体而言，涉及一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法

技术介绍

[0002]随着科技水平的不断提高，无线电导航发展迅速，移动通讯市场日益开阔。2015年，我国北斗卫星导航系统完成全球覆盖，2022年7月，北斗三号系统运行稳定,已经在全球超120个国家和地区得到应用,向全球亿万用户提供服务。各种定位、导航系统，如车辆定位、通讯定位、遥控测绘、电子导航等快速发展，不断向小型化转变，然而射频前端器件的尺寸与基板的介电常数成反比，所以高介电常数基板的开发势在必行。与此同时，高频通讯设备、变频器、压电传感器等领域发展迅猛，对高介电常数基板的需求日渐增大，继而对高介电常数基板的开发万分期待。
[0003]现阶段，市场上高介电基板主要有两种：高介电陶瓷基板和高介电覆铜层压板。陶瓷基板虽然具有较高的介电常数，但其存在易碎、加工困难、机械性能差等弊端，并且在制备陶瓷材料时需要500℃以上甚至1000℃的温度烧结，对设备、工艺和操作环境的要求都很高。而高介电覆铜层压板的制备过程中需要加入高介电填料，并对粘合剂配方加以调整，可以使其同时具有高介电常数、良好的加工性。相对于环氧、酰亚胺等粘合体系，PTFE以其优异的介电性能和热可靠性能，成为高介电覆铜板应用最广泛的体系。目前高介电PTFE(聚四氟乙烯)材料的方案，多使用氧化钛陶瓷粉体提升介电常数，并且保持较低的介电损耗，但其介电常数提升有限，虽然可以通过掺杂金属离子等方式明显提高介电常数，但也仅限于低频下，随频率增加其介电常数迅速回落，进而影响其应用。

技术实现思路

[0004]基于此，为了解决现有技术中使用氧化钛陶瓷粉体提升介电常数的有效，限制于低频使用，介电常数不稳定的问题，本专利技术提供了一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法，具体技术方案如下：
[0005]一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将MgO、Nb2O3、BST粉体加入球磨罐中，并以无水乙醇为介质进行一次球磨处理，待球磨充分后取出，经120℃干燥后，再进行二次球磨；
[0007]取出二次球磨后的粉体，装入坩埚，然后放入马弗炉进行高温煅烧处理，冷却后取出煅烧产物，三次球磨，过筛，得到复相BST陶瓷粉体；
[0008]将所述复相BST陶瓷粉体与PTFE乳液、去离子水混合、分散处理、脱泡处理，得到均匀稳定的PTFE陶瓷浆料；
[0009]将所述PTFE陶瓷浆料在基材上进行流延涂膜，经干燥处理、烧结处理、分离后，得到高介电常数的PTFE复合薄膜；
[0010]将所述PTFE复合薄膜上下覆铜后，放入高温真空压机进行压合处理，得到高介电
常数的PTFE基高频材料。
[0011]进一步地，所述MgO掺杂含量占所述BST陶瓷粉体的0.1～10wt％；所述Nb2O3的掺杂量占所述BST陶瓷粉体的0.1～10wt％，且所述Nb2O3的掺杂量小于或等于所述MgO掺杂含量。
[0012]进一步地，按照重量比，所述无水乙醇的添加量占总添加量的30％
‑
70％。
[0013]进一步地，所述一次球磨的转速为400r/min
‑
500r/min，时间为25min
‑
35min。
[0014]进一步地，所述高温煅烧处理的温度为800℃
‑
1300℃，时间为0.5h
‑
5h。
[0015]进一步地，按照质量比，所述PTFE乳液占PTFE陶瓷浆料的20
‑
90％。
[0016]进一步地，所述分散处理转速为100r/min
‑
1000r/min，时间为30min
‑
60min。
[0017]进一步地，所述干燥处理的温度为40℃
‑
100℃。
[0018]进一步地，所述烧结处理的温度为330℃
‑
415℃，时间为5min
‑
120min。
[0019]进一步地，所述压合处理的温度为250℃
‑
415℃，压力为3MPa
‑
20MPa，时间为60min
‑
240min。
[0020]本申请通过掺杂MgO2、Nb2O3进行掺杂改性得到复相BST陶瓷粉体，有着极高的介电常数和极低的介电损耗。其中Mg
2+
可以置换出Ti
4+
，有效补偿氧空位与钛空位，确保了提升介电强度的同时，降低介电损耗；Nb
3+
可已降低晶格畸变，抑制晶粒增长，可以有效提升介电常数，同时降低了氧空位，有效降低介电损耗。而PTFE虽然介电常数较低，但是其介电损害也是目前有机物中最低的，同时其有着优良的热稳定性。二者性能优异，优劣互补，由其为主体制作的高频基板，介电常数极介电损耗极低，耐高温高湿，可靠性极好，在不同温度变化下，可以始终保持介电性能稳定。
具体实施方式
[0021]为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]本专利技术一实施例中的一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法，包括以下步骤：
[0024]将MgO、Nb2O3、BST粉体加入球磨罐中，并以无水乙醇为介质进行一次球磨处理，待球磨充分后取出，经120℃干燥后，再进行二次球磨；
[0025]取出二次球磨后的粉体，装入坩埚，然后放入马弗炉进行高温煅烧处理，冷却后取出煅烧产物，三次球磨，过筛，得到复相BST陶瓷粉体；
[0026]将所述复相BST陶瓷粉体与PTFE乳液、去离子水混合、分散处理、脱泡处理，得到均匀稳定的PTFE陶瓷浆料；
[0027]将所述PTFE陶瓷浆料在基材上进行流延涂膜，经干燥处理、烧结处理、分离后，得到高介电常数的PTFE复合薄膜；
[0028]将所述PTFE复合薄膜上下覆铜后，放入高温真空压机进行压合处理，得到高介电
常数的PTFE基高频材料。
[0029]在其中一个实施例中，所述MgO掺杂含量占所述BST陶瓷粉体的0.1～10wt％；所述Nb2O3的掺杂量占所述BST陶瓷粉体的0.1～10wt％，且所述Nb2O3的掺杂量小于或等于所述MgO掺杂含量。
[0030]在其中一个实施例中，所述MgO的粒径为0.1
‑
0.5μm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高介电常数的PTFE基高频材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将MgO、Nb2O3、BST粉体加入球磨罐中，并以无水乙醇为介质进行一次球磨处理，待球磨充分后取出，经120℃干燥后，再进行二次球磨；取出二次球磨后的粉体，装入坩埚，然后放入马弗炉进行高温煅烧处理，冷却后取出煅烧产物，三次球磨，过筛，得到复相BST陶瓷粉体；将所述复相BST陶瓷粉体与PTFE乳液、去离子水混合、分散处理、脱泡处理，得到均匀稳定的PTFE陶瓷浆料；将所述PTFE陶瓷浆料在基材上进行流延涂膜，经干燥处理、烧结处理、分离后，得到高介电常数的PTFE复合薄膜；将所述PTFE复合薄膜上下覆铜后，放入高温真空压机进行压合处理，得到高介电常数的PTFE基高频材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量比，所述MgO掺杂含量占所述BST陶瓷粉体的0.1～10wt％；所述Nb2O3的掺杂量占所述BST陶瓷粉体的0.1～10wt％，且所述Nb2O3的掺杂量小于或等于所述MgO掺杂含量。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照重量比，所述无水乙醇的添加量占总添加量的30％
‑
70％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨的转速为400r/min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁希亭，侯远，江建勇，胡澎浩，
申请(专利权)人：佛山华南新材料研究院，
类型：发明
国别省市：