基板材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基板材料，其包括Si3N4、聚苯醚和聚苯醚助剂。本发明专利技术的基板材料电常数低，导热性良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超材料，具体地说涉及一种超材料的介质。
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、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。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。聚苯醚具有优异的力学性能和介电性能，它的介电常数在IMHZ时为2.45，介电损耗为0.0007。但是，聚苯醚热导率低，热学性能需要改善。
技术实现思路
本专利技术采用高热导的Si3N4陶瓷材料与聚苯醚进行复合，从而制备出介电常数低，导热性良好的复合基板。在一个方面，本专利技术提供一种基板材料，其包括Si3N4、聚苯醚和聚苯醚助剂。优选的，所述Si3N4占材料的0.5-25%重量，优选1-15%重量，最优选1.5-10%重量。在一个优选的实施方案中，所述Si3N4在与聚苯醚复合前用偶联剂预处理。在一个实施方案中，所述材料的双面附有铜箔。在另一个方面，本专利技术提供本专利技术的基板材料用作超材料的介质基板材料的用途。在另一个方面，本专利技术提供制备本专利技术的基板材料的方法，所述方法包括:I)混合Si3N4和聚苯醚,然后加入聚苯醚助剂；和2)在升高的温度下成型。优选的，本专利技术方法还包括在步骤I)之前用硅烷偶联剂预处理Si3N4。优选的，本专利技术方法还包括将步骤2)得到的复合物的双面附上铜箔。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术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专利技术的示例性描述，而不是对于本专利技术范围的限制。本领域技术人员可根据本申请的描述而对本专利技术的作出各种改变和修饰，所有这些改变和修饰都属于本专利技术保护的范围。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。在一个方面，本专利技术提供一种基板材料，其包括Si3N4、聚苯醚和聚苯醚助剂。优选的，所述Si3N4占材料的0.5-25%重量，优选1-15%重量，最优选1.5-10%重量。在一个优选的实施方案中，所述Si3N4在与聚苯醚复合前用偶联剂预处理。本文使用的术语“Si3N4 ”与术语氮化硅在本文中具有相同的含义，是指具有分子式Si3N4的化合物。本专利技术可使用任何合适的Si3N4，但优选使用IO-1OOyn^ASi3Np并且，在用于本专利技术的混合步骤之前 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。本文使用的术语“聚苯醚”是指化学名称为聚2，6_ 二甲基-1，4-苯醚的热塑性树脂及其衍生物，是一类耐高温的热塑性树脂。本专利技术可使用任何合适的聚苯醚，例如改性聚苯醚共混聚合物。各种本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验即可选择适合本专利技术的聚苯醚。本文使用的术语“聚苯醚助剂”是指在塑料加工中用于改善聚苯醚一种或多种性质的物质。本专利技术可使用任何合适的聚苯醚助剂，例如增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定齐U、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂等。本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验即可选择适合本专利技术的聚苯醚助剂。优选本专利技术使用的聚苯醚助剂是二乙烯三胺。在一个实施方案中，所述基板材料还在双面上附有铜箔。可用于本专利技术的铜箔和在材料上附上铜箔的方法都是本领域中公知的，并且本专利技术可使用任何合适的铜箔和附上铜箔的方法。本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验即可选择适合本专利技术的铜箔及其附着方法。本专利技术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，本专利技术提供制备本专利技术的基板材料的方法，所述方法包括:I)混合Si3N4和聚苯醚，然后加入聚苯醚助剂；和2)在升高的温度下成型。本专利技术可使用任何合适的聚苯醚和聚苯醚助剂，本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验即可选择适合本专利技术的聚苯醚和聚苯醚助剂。优选本专利技术使用的聚苯醚助剂是二乙烯二胺。任选的，在将Si3N4和聚苯醚混合后搅拌混合物，例如用超声振荡仪进行搅拌。然后加入聚苯醚助剂。任选的，加入聚苯醚助剂后将混合物继续搅拌，然后倒入模具。可将混合物在升高的温度下保持一段时间，然后冷却，脱模，从而使得所述混合物成型。所述升高的温度是指高于室温的温度，例如60-200°C，优选100-150°C。保持的时间可为任何合适的时间，例如10-100分钟，优选20-50分钟。优选的，本专利技术方法还包括在步骤I)之前用硅烷偶联剂预处理Si3N4。在一个实施方案中，将Si3N4、硅烷偶联剂和有机溶剂如丙酮混合，搅拌，从而进行Si3N4的预处理。优选的，本专利技术方法还包括将步骤2)得到的复合物的双面附上铜箔。在材料上附上铜箔的方法都是本领域中公知的，并且本专利技术可使用任何合适的附上铜箔的方法。本领域技术人员根据现有技术或通过简单实验即可选择适合本专利技术的铜箔附着方法。实施例移取IOOml娃烧偶联剂(KH550)原液置于烧杯中，加入IOml蒸懼水，并且滴加草酸溶液从而调节PH值至3.5。搅拌使其溶解，配置成20%重量的溶液。取KH550水溶液0.5ml与Ig氮化娃和29.5ml丙酮混合,强烈搅拌2分钟,转速控制在1800r/min,并将形成的悬浮液静置。混合偶联剂预处理的氮化硅粉末与聚苯醚按，控制氮化硅的重量为10%。用超声振荡仪进行搅拌。然后加入二乙烯三胺，继续搅拌，并倒入模具。放入烘箱在120°C保温50分钟，自然冷却至室温， 脱模，从而获得本专利技术的基板材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板材料，所述材料包括Si3N4、聚苯醚和聚苯醚助剂。

【技术特征摘要】
1.一种基板材料，所述材料包括Si3N4、聚苯醚和聚苯醚助剂。2.权利要求1的基板材料，其中所述Si3N4占材料的0.5-25%重量。3.权利要求1的基板材料，其中所述Si3N4占材料的1-15%重量。4.权利要求1的基板材料，其中所述Si3N4占材料的1.5-10%重量。5.权利要求1的基板材料，其中所述Si3N4在与聚苯醚复合前用偶联剂预处理。6.权利要求1的基板材料，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，缪锡根，付珍，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：