一种超材料介质基板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超材料介质基板及其制备方法，包括以下步骤，101.将氧化锌粉体改性；102.制备氧化锌与高聚物的预聚合体系；103.去除预聚合体系中的溶剂，将其放置在模具上热压成型，脱模后得到超材料介质基板。通过应用本发明专利技术的制备方法，将氧化锌粉体与可塑性较强的高聚物制成超材料介质基板，可以有效提高介质基板的抗紫外线、抗老化和抗静电能力，增强了超材料介质基板的机械性能，此制备方法简单易行，适于工业生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超材料领域，具体地涉及。
技术介绍
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，现有超材料的介质基板为均一材质的有机或无机基板，如FR4、TPl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。现代电子技术迅猛发展，数字电路的处理、传输进入高频化阶段，此时基板性能的好坏将对电路特性产生重要影响，其中介电性能、耐热性、尺寸稳定性、耐湿性等几项指标尤为重要，而基板的性能优劣主要取决于所使用的基板材料，因此选择高性能的基板材料是制备高性能基板的必要条件。传统制备基板的树脂多采用酚醛树脂和环氧树脂，目前使用最广泛的是玻璃纤维增强的环氧树脂FR-4，这种材料由于制造成本较低使得性价比较高，在低频电子产品中有较好的应用，但在高频电路中，因其介电性能较低、耐高温性能较差不适用于高频电路中，因此，可以采用合成复合材料的方法制备符合超材料封装工艺要求的高品质基板。高聚物化学性质稳定，并具有优良的弹性、可塑性、机械性能(抗拉、抗弯、抗冲击等)及电绝缘性，不同高聚物性能间的差别与其分子结构、分子间作用力、分子链的柔顺性、聚合度、分子极性等因素有关。氧化锌粉体在吸收紫外线的同时，还可透过85%以上的可见光，氧化锌是一种良好的光催化剂，有光线照射时，在水和空气中就能自动分解出自由移动的带负电荷的电子，同 时留下带正电荷的空穴，从而激活空气中的氧使之变为活性氧，能杀灭大多数病菌和病毒杀死。氧化锌在航天、电子、冶金、化学、生物和环保等领域中展示了十分广阔、诱人的应用前景。综上所述，制备一种介电常数较低，力学性能较好，抗紫外线能力、抗老化能力和抗静电能力较强的基板具有良好的应用前景，对于超材料封装工艺的发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种超材料的介质基板及其制备方法，通过此方法制备的介质基板具有较低的介电常数，较好的机械性能，较高的抗紫外线能力、抗老化能力和抗静电能力，拥有良好的开发与应用前景。本专利技术实现专利技术目的所采用的技术方案是，首先提供一种超材料的介质基板的制备方法，包括以下步骤，101.将氧化锌粉体改性，将氧化锌粉体加入异丙醇中搅拌均匀，形成第一混合溶液，将钛酸酯偶联剂加入丙酮中搅拌均匀，形成第二混合溶液，将第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液中，将其过滤、烘干，得到改性后的氧化锌粉体；102.制备氧化锌与高聚物的预聚合体系，将改性后的氧化锌粉体加入溶剂中，用超声波分散后加入高聚物，搅拌均匀得到氧化锌粉体与高聚物的预聚合体系； 103.去除预聚合体系中的溶剂，并将其放置在模具上热压成型，脱模后得到超材料介质基板。优选地，所述氧化锌粉体的制备方法为，将分析纯级以上的锌盐缓慢加入到等摩尔的碱性溶液中，生成的白色沉淀为氧化锌前驱体，将白色沉淀离心分离、洗涤、干燥、升温后保持2-5h，自然冷却到室温，得到氧化锌粉体。优选地，所述升温时的升温速率控制在4_5°C /min,升温后的温度控制在350-1200。。。优选地，所述步骤101中，所述异丙醇与丙酮的体积比为1:1。优选地，所述步骤101中，所述氧化锌粉体与钛酸酯偶联剂的质量比为20: 100。优选地，所述步骤102中，所述溶剂为甲基六氢苯酰或四氢呋喃。优选地，所述步骤102中，所述氧化锌粉体与溶剂的体积比为1-5: 99-95。优选地，所述步骤102中，所述高聚物为双酚A环氧树脂或聚氯乙烯。优选地，所述步骤102中，所述氧化锌粉体与高聚物的质量比为0.5% -30%: 95.5% -70%。优选地，所述步骤103中，所述热压的压力控制在20_45MPa。一种超材料介质基板，所述介质基板由氧化锌粉体与高聚物复合而成，所述氧化锌粉体与高聚物的质量比为0.5% -30%: 95.5% -70%。优选地，所述高聚物为双酚A环氧树脂或聚氯乙烯。本专利技术的有益效果:氧化锌粉体无毒性，介电常数较低，具有良好的吸收紫外线能力和光催化能力，将其与具有优良机械性能的闻聚物复合后制成复合基板可以有效提闻材料的抗紫外线能力、抗老化能力和抗静电能力，增强了超材料介质基板的机械性能，对于超材料的封装工艺发展具有重要意义。附图说明图1，超材料介质基板制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术是将氧化锌粉体与高聚物复合制成超材料介质基板，综合上述两种材料特点的超材料介质基板具有较强的抗紫外线能力、抗老化能力和抗静电能力，并具有优越的机械性能，制备过程简单，具有良好的发展前景。实施例1图1为超材料介质基板制备方法流程图，根据图1，制备超材料的介质基板包括以下步骤， 101.将分析纯级以上的硝酸锌0.08mol缓慢加入到0.08mol氢氧化钠溶液中，生成的白色沉淀为氧化锌前驱体，将白色沉淀离心分离、洗涤、干燥，升温速率4-5V Mn升到500°C，升温后保持3h，自然冷却到室温，得到氧化锌粉体。将氧化锌粉体改性，将5g氧化锌粉体加入400ml异丙醇中搅拌均匀，形成第一混合溶液，将0.05g钛酸酯偶联剂加入400ml丙酮中搅拌均匀，形成第二混合溶液，将第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液中，将其过滤、烘干，得到改性后的氧化锌粉体。102.制备氧化锌粉体与聚氯乙烯的预聚合体系，将改性后的氧化锌粉体加入490mI的甲基六氢苯酰中，用超声波分散后加入950g聚氯乙烯，搅拌均匀得到氧化锌粉体与聚氯乙烯的预聚合体系。103.去除预聚合体系中的溶剂，并将预聚合体系其置于磁力搅拌器上搅拌30min，超声波分散30min，将分散过的混合物在80°C下加热5小时，去除溶剂，将其置于模具中热压成型，热压温度为253°C，热压压力为45MPa，脱模后得到超材料介质基板。实施例2根据图1超材料介质基板制备方法流程图，有时候，可以采用下述步骤制备超材料的介质基板，101.将分析纯级以上的氯化锌0.08mol缓慢加入到0.08mol碳酸钠溶液中，生成的白色沉淀为氧化锌前驱体，将白色沉淀离心分离、洗涤、干燥，升温速率4-5°C /min升到1200°C，升温后保持2h，自然冷却到室温，得到氧化锌粉体。将氧化锌粉体改性，将Sg氧化锌粉体加入800ml异丙醇中搅拌均匀，形成第一混合溶液，将0.25g钛酸酯偶联剂加入800ml丙酮中搅拌均匀，形成第二混合溶液，将第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液中，将其过滤、烘干，得到改性后的氧化锌粉体。102.制备氧化锌粉体与双酚A环氧树脂的预聚合体系，将改性后的氧化锌粉体加A 200ml的甲基六氢苯酰中 ，用超声波分散后加入18.67g双酚A环氧树脂，搅拌均匀得到氧化锌粉体与双酚A环氧树脂的预聚合体系。103.去除预聚合体系中的溶剂:并将预聚合体系置于磁力搅拌器上搅拌30min，超声波分散30min，将分散过的混合物在80°C下加热5小时，去除溶剂，置于模具中热压成型，热压温度为182°C，热压压力为25MPa，脱模后得到超材料介质基板。本专利技术中上述实施例仅作了示范性描述，本领域技术人员在阅读本专利申本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料介质基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，101.将氧化锌粉体改性，将氧化锌粉体加入异丙醇中搅拌均匀，形成第一混合溶液，将钛酸酯偶联剂加入丙酮中搅拌均匀，形成第二混合溶液，将第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液中，将其过滤、烘干，得到改性后的氧化锌粉体；102.制备氧化锌与高聚物的预聚合体系，将改性后的氧化锌粉体加入溶剂中，用超声波分散后加入高聚物，搅拌均匀得到氧化锌粉体与高聚物的预聚合体系；103.去除预聚合体系中的溶剂，并将其放置在模具上热压成型，脱模后得到超材料介质基板。

【技术特征摘要】
1.一种超材料介质基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，氧化锌粉体改性，将氧化锌粉体加入异丙醇中搅拌均匀，形成第一混合溶液，将钛酸酯偶联剂加入丙酮中搅拌均匀，形成第二混合溶液，将第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液中，将其过滤、烘干，得到改性后的氧化锌粉体；备氧化锌与高聚物的预聚合体系，将改性后的氧化锌粉体加入溶剂中，用超声波分散后加入高聚物，搅拌均匀得到氧化锌粉体与高聚物的预聚合体系；除预聚合体系中的溶剂，并将其放置在模具上热压成型，脱模后得到超材料介质基板。2.根据权利要求1所述的超材料介质基板的制备方法，其特征在于，所述氧化锌粉体的制备方法为，将分析纯级以上的锌盐缓慢加入到等摩尔的碱性溶液中，生成的白色沉淀为氧化锌前驱体，将白色沉淀离心分离、洗涤、干燥、升温后保持2-5h，自然冷却到室温，得到氧化锌粉体。3.根据权利要求2所述的超材料介质基板的制备方法，其特征在于，所述升温时的升温速率控制在4-5°C /min,升温后的温度控制在350-1200°C。4.根据权利要求1所述的超材料介质基板的制备方法，其特征在于，所述步骤101中，所述异丙醇与丙酮的体积比为1:1。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，缪锡根，林云燕，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：