本发明专利技术涉及一种低温度系数高频微波电路板及其制备方法，将聚四氟乙烯、热塑性聚酰亚胺、微纤维、玻璃陶瓷复合粉和增塑剂、偶联剂均匀混合，成型烧结成薄板，板材表面经等离子处理后，热压单面或双面金属化片材，按照电路设计、刻蚀，片材叠合热压得到复合的单层或多层电路板。本发明专利技术电路板适用于宽频30MHz‑100GHz的范围，具有相对介电常数可调且频率温度系数小、介质损耗低、耐高温、耐辐照、韧性好、金属层剥离强度高、制作单层/多层电路方便、容易切割加工等特点。在微带天线、带状线天线、高频接收/发射等各类微波器件或组件、大功率开关等电路中，是一种具有前景应用广阔的新型宽频高稳定微波材料。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，将聚四氟乙烯、热塑性聚酰亚胺、微纤维、玻璃陶瓷复合粉和增塑剂、偶联剂均匀混合，成型烧结成薄板，板材表面经等离子处理后，热压单面或双面金属化片材，按照电路设计、刻蚀，片材叠合热压得到复合的单层或多层电路板。本专利技术电路板适用于宽频30MHz-100GHz的范围，具有相对介电常数可调且频率温度系数小、介质损耗低、耐高温、耐辐照、韧性好、金属层剥离强度高、制作单层/多层电路方便、容易切割加工等特点。在微带天线、带状线天线、高频接收/发射等各类微波器件或组件、大功率开关等电路中，是一种具有前景应用广阔的新型宽频高稳定微波材料。【专利说明】
本专利技术涉及，属于有机-无机-金 属复合材料领域。
技术介绍
上世纪八十年代前，国际上主要用单晶、高纯刚玉氧化铝瓷等无机类基片制作高 频微波电路，但单晶、陶瓷基片的脆性使得尺寸难以做大，安装、振动等环境下可靠性无法 保证。聚苯乙烯虽然高频损耗小，但耐温低，无法承受电路制作的焊接温度。进入上世纪 九十年代，美国ROGERS公司提出以聚四氟乙烯复合纤维布或陶瓷的新型基片技术，用于实 现微波高集成度、高性能电子封装技术方面。在高频电路的设计灵活性、布线密度和可靠性 方面提供了巨大的潜能。可获得不同电学与物理性能的基片材料，如介电常数、热膨胀系数 等可调。因此该新型复合材料成为材料学领域备受关注的热点课题之一。众所周知，聚四 氟乙烯表面能极低，是所有材料中表面能最低的，通常很难与其它材料进行复合或粘结，形 成需要的片材强度，因此对聚四氟乙烯的表面改性活化，设计合理的配方，选择适当种类与 特性的添加粉料，优化特殊的成型烧结以及金属化工艺，微波毫米波频率下介电性能的精 确测试与评价等，均是研宄并制备聚四氟乙烯为基复合纤维布或复合陶瓷的新型基片的关 键技术点。 多年来，国际上以美国为代表的少数国家对聚四氟乙烯为基复合纤维布或陶瓷电 路板进行了深入的研宄，在高频电路领域中已获得应用。我国在聚四氟乙烯涂覆纤维布方 面已经取得应用，但由于纤维布在电路中存在明显的各向异性且温度系数较大，因此实际 使用效果受到明显限制，如毫米波等更高频率无法适用。国内在以聚四氟乙烯为基复合微 细纤维、玻璃粉、陶瓷粉，制备的适合微波宽频范围使用的有机复合无机基片方面的研宄起 步较晚，近年来我国对这方面的研宄非常重视，取得了较为明显的进展。
技术实现思路
本专利技术的目的为了填补我国在高频微波毫米波单多层复合电路板领域的空白，提 供一种，以聚四氟乙烯、热塑性聚酰亚胺为 基复合微细纤维、玻璃粉、陶瓷粉、增塑剂、偶联剂，制造低温度系数高频微波单多层电路板 及其方法。 本专利技术的技术方案为：低温度系数高频微波单层电路板，其特征是由上表面金属 化电路层、低温度系数有机复合无机介质基片、下表面金属化电路层所组成；其中低温度系 数有机复合无机介质基片的组份及各组分占低温度系数复合介质基片总重量的百分比分 别为：聚四氟乙烯42?50%、热塑性聚酰亚胺3?10%、微纤维5?12%、玻璃复合陶瓷 粉30?44%、增塑剂0? 5?3%与偶联剂0? 5?3%。 优选上述的玻璃复合陶瓷粉由玻璃粉与陶瓷粉质量比为1 : (0. 4?2. 5)混合； 其中陶瓷粉各组份及各组分占陶瓷粉总量的质量百分比分别为：Si0220?35%Ti022 5? 35%Sr06?15%Ca015?25%Mg08?12%La2032?6% ;玻璃粉各组份及各组分占玻 璃粉总量的重量百分比分别为：Si0250?60%Al2032?10%B20310?25%Mg03?10% Ca02?10%Na200. 5?2%K200. 2?1% ;所述的增塑剂为聚氟乙烯；偶联剂为y-氨丙 基三乙氧基硅烷。 优选所述的上表面金属化电路层和下表面金属化电路层均为按电路设计进行制 作的铜箔。 本专利技术还提供了上述低温度系数高频微波单层电路板的制备方法，其具体步骤 为： A.按玻璃粉配方分别称取Si02、B203、A1203、MgO、CaO、Na20、K20混合；将制备的混 合料倒入坩锅内，于1350?1550°C保温1?2h使其完全熔融和均匀化，倒入蒸馏水得到透 明碎玻璃；再将得到的碎玻璃，经球磨，得到平均粒径3?10ym的玻璃粉； B?按陶瓷粉配方分别称取 5102、!102、51〇、0&0、]\%0、1^20 3混合，在30?501^]\^ 压力下成型，在1250?1350°C保温4?6h烧成，烧成陶瓷经破碎、粉碎、球磨、过筛，得到平 均粒径5?8ym的陶瓷粉料； C.将制备的陶瓷料与玻璃料，按玻璃粉与陶瓷粉质量比为1 : (0. 4?2. 5)再次混 合；玻璃陶瓷混合料在30?50MP成型，装入匣钵，在600?750°C保温0. 5?2h烧成玻璃 陶瓷块，经破碎、粉碎、球磨、过筛，得到平均粒径3?10ym的玻璃陶瓷复合粉； D.按低温度系数有机复合无机配方分别称取聚四氟乙烯粉、热塑性聚酰亚胺粉、 微纤维、玻璃陶瓷复合粉和增塑剂及偶联剂；混合，40-80MP压制成型，330-370°C保温1? 2h烧成得低温度系数有机复合无机介质基片； E.将步骤D制备的低温度系数有机复合无机介质基片，放入等离子设备中进行表 面辉光放电处理； F.按上模板一上表面金属化电路层一放电处理后的有机复合无机基片一下表面 金属化电路层一下模板顺序，装入热压机加热到360?385°C，压力为8?15MP压制5? 30min，制得低温度系数高频微波单层电路板。 优选步骤E中表面辉光放电过程中放入电压380?750V、电流100?350mA的N2 气氛保护的等离子设备中进行表面辉光放电，处理时间25?lOOmin。优选步骤A、B和C中 混合时间均为6-8h。 本专利技术还提供了一种低温度系数高频微波多层电路板，其特征是由多层上述的低 温度系数高频微波单层电路板和两层单层低温度系数高频微波电路板中间的夹层间金属 电路层组成。 优选夹层间金属电路层为上下层铜箔均按电路设计的单层电路板。 本专利技术还提供了上述的低温度系数高频微波多层电路板的制备方法，其特征在于 按上模板一低温度系数高频微波单层电路板一夹层金属电路层一低温度系数高频微波单 层电路板一下模板顺序，装入热压机加热到330-360°C，在压力2?8MP压制5?30min，制 得多层有机复合无机金属电路板。 本专利技术中的聚四氟乙烯粉、热塑性聚酰亚胺粉、微纤维等市场有售；一般微纤维的 基本成分是：Si0245 ?55wt%Al2034 ?12wt%B20312 ?18wt%CaOlO?20wt%Mg03 ? 12wt%Na200. 3 ?0. 8wt%。 有益效果： (1)本专利技术制备的低温度系数微波多层电路板，适用于30MHz?100GHz宽广频率 范围，即满足厘米波到8mm、3mm的毫米波段使用； (2) 10GHz频率测试，相对介电常数在2. 6到4. 5连续可调，介质损耗角正切值 < 0. 0009,相对介电常数频率温度系数（0-100°C)< ±50PPm/K; (3)表面电阻5X1012Q，体积电阻率5本文档来自技高网...
【技术保护点】
低温度系数高频微波单层电路板，其特征是由上表面金属化电路层、低温度系数有机复合无机介质基片、下表面金属化电路层所组成；其中低温度系数有机复合无机介质基片的组份及各组分占低温度系数复合介质基片总重量的百分比分别为：聚四氟乙烯42～50％、热塑性聚酰亚胺3～10％、微纤维5～12％、玻璃复合陶瓷粉30～44％、增塑剂0.5～3％与偶联剂0.5～3％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周洪庆，谢文涛，周灵，张豪，朱海奎，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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