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随着现代通信技术的快速发展,为了实现微波通信器件的高度小型化、集成化和高可靠性,需要电子基板材料具有高介电常数(εr)、低介电损耗(tanδ)和零介电常数温度系数(τε)的性能。聚四氟乙烯(PTFE)因其低吸水率、宽频介电稳定、低介电损耗和强耐溶剂性而成为一种首选的树脂材料,陶瓷填充PTFE复合材料是研究的热点,以期提高PTFE的介电性能和热稳定性。本实验选取聚四氟乙烯(PTFE)为基材,Na1/2Nd1/2TiO3(NNT)/Li1/2Nd1/2TiO3(LNT)/(Nax Li1-x)0.5Nd0.5TiO3(NLNT)陶瓷和玻璃纤维(E-GF)为主要填料,对微波介质基板的制备及其性能展开研究。本文采用单一变量法对复合介质基板进行了系统研究。首先使用固相合成法制备了NNT/LNT/NLNT三种陶瓷,重点研究了烧结温度对陶瓷性能的影响。继而研究了陶瓷粉体的偶联剂表面改性和H2O2表面羟基处理。最后研究了陶瓷与GF的填充含量和掺杂比例对陶瓷/GF/PTFE复合基板的性能影响。主要内容如下:1.陶瓷粉体的制备研究:研究了烧结温度对NNT/LNT/NLNT三种陶瓷的晶相、密度、介电常数、品质因数、介电常数频率系数等性能的影响。(a)NNT的最佳烧结温度为1300°C。(b)LNT的最佳烧结温度为1300°C。(c)当掺杂比例x从0.3调节到0.7,(NaxLi1-x)0.5Nd0.5TiO3陶瓷的介电常数可以在138.1144.1内调节,同时,介电常数频率系数可以在66.5 ppm/°C238 ppm/°C内调节。2.陶瓷粉体表面改性研究:(a)采用了H2O2表面处理技术增加填料粉体表面的羟基数量,使用X射线光电子(XPS)进行了验证。(b)对填料陶瓷粉体进行了表面改性,使用了接触角测试,傅里叶变换红外光谱测试(FTIR)和XPS测试来观察粉体改性效果,最终选定了唯一的偶联剂改性方案:F8261。3.陶瓷/GF/PTFE复合基板研究:(a)NNT陶瓷填料含量为25 wt.%45 wt.%时,NNT/PTFE复合材料表现出优异的介电损耗(≤0.0016)和吸水率(≤0.05%)。(b)LNT陶瓷填料含量为25 wt.%45 wt.%时,复合材料表现出优异的介电损耗(≤0.0016)和吸水率(≤0.02%)。(c)当x从0.3增加到0.7时,研究了(Nax Li1-x)0.5Nd0.5TiO3陶瓷对NLNT/PTFE复合材料微观结构和微波介电性能的影响,x=0.6时,获得高介电常数(εr=10.04)、较低的介电损耗(tanδ=0.0026)和近零介电常数温度系数(τε=-0.9 ppm/°C)的微波介质复合基板。