郑金桥 ,梁 飞 ,戴金航 ,宋小军 ,龚红伟

(1.中兴通讯股份有限公司 产学研合作司,广东 深圳 518057;2.华中科技大学 光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074)

无线宽带网络、5G 通信、卫星通信等领域的高速发展对新一代天线、滤波器、耦合器、谐振器等微波功能模块的小型化、轻量化和集成化提出了更高的要求[1-3]。传统的微波陶瓷材料具备优越的微波介电性能[2],但因其脆性和易裂性往往不易进行机械加工,进而限制了其应用。以高介电常数陶瓷粉体或导体颗粒填充的高介电常数聚合物基微波介质材料同时具有介电常数高、介电损耗低、易加工、机械性能好、轻质、成本低等特点,成为目前电子材料领域的研究热点之一。

聚合物基微波介质材料的优异性能也对基体材料提出了更高的要求,聚合物基体既要有优秀的微波介电性能,也必须拥有较高的热稳定性、机械强度以及可加工性。PTFE 作为非极性聚合物,在外电场作用下只产生诱导偶极矩,其介电损耗低(10-4)且基本不受频率变化的影响,作为基体能满足微波功能模块在5G通信波段低介电损耗的需求。但PTFE 的相对介电常数较低(2.2)、热膨胀系数较高,同时热导率较低,因此通过添加功能填料对其各项性能进行改性是必要的。功能填料直接影响复合材料的性能,通过添加高介电常数陶瓷填料如BaTiO3[3]、SrTiO3[4]、CCTO[5]等可以在较高的陶瓷填充比例下制备出较高介电常数的复合材料,但过高的陶瓷含量会导致无机颗粒的团聚、吸水率高、损耗大等问题,而且在GHz 频段,这种方式对复合材料介电常数的提升有限。……