本发明属于电路基板,具体涉及一种磁介电覆金属箔层压板及其制备方法和应用。
背景技术:
1、随着科学技术的不断发展,电子信息技术中对ghz频段的高性能、小微型化、电磁干扰等使用高频磁性材料有了迫切的需求,特别是在通讯技术天线领域,对带宽、增益、小尺寸更是关注,传统的天线仅具有一定的介电功能,随着技术发展的需求,高介电的产品也可实现一定的小型化,近年来提出的磁介电可更加优化天线的性能。
2、采用磁介电材料作为基板的材料,通过磁介电材料的电磁参数实现对天线尺寸的影响,主要是通过具有高折射率(小型化因子)的材料作为天线的基板来实现天线小型化,重要的参数为相对磁导率和相对介电常数,行业内常选择采用高介电常数的材料实现,但是这种方式会引起天线带宽窄,增益低,设计困难。采用同时具有磁性能和介电性能的磁介电材料是减小天线尺寸的有效方法之一,且对天线的其他性能影响很小,具体如下公式:其中λ、c、f、bw、zm、z0分别代表基板材料的电磁波波长、光速、天线谐振频率、天线带宽、基板材料阻抗、自由空间阻抗。根据前述公式可知,小型化因子n值越大,尺寸可做到越小,介电常数εr增大,则带宽bw减小,同时阻抗也减小,天线与馈电端的阻抗难以匹配,即高介电常数的材料会在介质区域内加大对电磁波的束缚,造成天线工作带宽进一步变窄,增益低,设计困难;但提高磁导率能有效减小天线尺寸,同时保持天线的增益和带宽。
3、目前行业内尝试通过基材的设计来实现磁导率和介电常数的多样化,从而满足小型化天线应用中对介质材料的介电常数和磁导率的性能要求。例如cn109553955a公开了一种磁介电树脂组合物及包含其的预浸料、层压板、覆铜板,该磁介电树脂组合物包括树脂30-100重量份,磁性填料50-500重量份,所述磁性填料的电阻率为100ω·m-1000ω·m,磁导率为5-1000,使包含其的覆铜板具有较好的磁性能和绝缘性。cn106797699a公开了一种磁介电基板、电路材料及组件,该磁介电基板包括第一介电层和第二介电层,以及设置于两个介电层之间并与二者密切接触的至少一个磁性增强层,所述磁性增强层中包含铁氧体材料,从而使磁介电基板具有良好的机械特性和磁电子特性。cn104910823a公开了一种可形成绝缘层的粘接膜,包括支撑体和设置在该支撑体上的树脂组合物层,所述树脂组合物层含有热固性树脂、磁性填料和无机填充材料,其中磁性填料的含量≥10体积%,磁性填料与无机填充材料的含量比值为0.3-3.0,使绝缘层的磁导率提高,减少磁损耗。
4、随着天线小型化的发展,现有的磁介电材料在同时提升介电常数和磁导率方面存在明显的不足之处,难以兼顾介电和磁导率的提高,阻抗匹配差,天线带宽窄,增益低,小型化因子不足,而且介电常数和磁导率的提升还伴随着磁损耗升高、介质损耗增大、可靠性下降等问题,极大地限制了磁介电材料在天线、通讯设备和电子产品中的应用。因此,开发一种磁导率和介电常数高、磁损耗和介质损耗低的磁介电材料,并获得高的小型化因子和天线带宽,是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种磁介电覆金属箔层压板及其制备方法和应用,通过采用包含各向异性磁性填料的磁介电板材,并在热压的过程中采用特定的方法施加磁场,使得到的磁介电覆金属箔层压板具有显著提升的磁导率和介电常数,而且磁损耗和介质损耗低,磁介电性能和可靠性优异,从而改善阻抗匹配,提升小型化因子和天线带宽,满足小型化天线的性能需求。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种磁介电覆金属箔层压板的制备方法,所述制备方法包括:
4、提供磁介电板材;所述磁介电板材包括至少一张预浸料,所述预浸料包括增强材料和附着于所述增强材料上的磁介电树脂组合物;所述磁介电树脂组合物包括树脂和各向异性磁性填料的组合;
5、在所述磁介电板材的一侧或两侧复合金属箔,得到复合物;
6、将所述复合物进行热压,得到所述磁介电覆金属箔层压板;
7、所述热压的过程中施加磁场,所述施加磁场的方法包括方法a、方法b或方法c中的任意一种;
8、所述方法a包括:将所述复合物置于位于第一磁场的非磁性模具中,所述非磁性模具在所述第一磁场中转动;
9、所述方法b包括:将所述复合物置于磁子和转动的磁体之间,所述磁子和转动的磁体之间形成第二磁场;
10、所述方法c包括:将所述复合物置于第三磁场中,所述第三磁场的发生装置包括n个中心点重合的磁体组,n为≥2的整数;每个所述磁体组各自独立地由第一磁体和第二磁体组成,每个所述磁体组中的第一磁体的n极和第二磁体的s极相对设置,所述n极与s极之间形成第三磁场;任意相邻的两个所述磁体组之间的夹角相等。
11、为了提高磁介电覆金属箔层压板的磁导率和介电常数、并降低其磁损耗和介质损耗,本发明提供一种施加磁场的磁介电覆金属箔层压板的制备方法,通过采用包含各向异性磁性填料的磁介电板材,并在热压的过程中以特定的方法施加磁场,使各向异性磁性填料(可取向的磁性填料)在磁场的作用下发生定向排列,在热压的温度、压力和磁场的多重作用下,磁介电板材中的各向异性磁性填料形成特定的“叶状”组织结构,使各向异性磁性填料的晶粒排列更加整齐有序,取向度更高,从而使得到的磁介电覆金属箔层压板的磁导率显著提升,介电常数提高,同时具有低的磁损耗和低介质损耗,并具有优良的耐热性和可靠性。本发明通过磁场、热压的温度和压力的耦合作用,解决了现有技术中磁介电材料的磁导率低、阻抗匹配差、小型化因子不足、天线带宽窄、增益低、设计困难的问题,获得一种兼具高磁导率、高介电常数、低磁损耗、低介质损耗、高可靠性的磁介电覆金属箔层压板,充分满足了基板在小型化天线中的性能要求。
12、本发明中,施加磁场的方法包括三种,具体如下:
13、方法a中,将热压的复合物置于非磁性模具中,使非磁性模具在第一磁场中转动(旋转),即待热压的复合物在第一磁场中转动(旋转),从而使复合物中的各向异性磁性填料实际受到转动磁场的作用(第一磁场相对静止,样品转动,导致样品实际受到转动磁场的作用),在磁场、热压的温度和压力的耦合协同作用下,各向异性磁性填料发生定向排列,形成特定的高取向度结构。
14、方法b中,磁子和转动的磁体之间形成第二磁场为动态磁场,具体地,磁子在转动的磁体的耦合驱动下转动,转动的磁体和转动的磁子之间形成动态的第二磁场。待热压的所述复合物置于热压装置中,且位于动态的第二磁场(转动的磁体和转动的磁子之间),从而在热压的过程中施加动态磁场,该方法中的样品保持相对静止,第二磁场具有动态特征,热压的温度、压力和动态磁场的作用相互耦合,使各向异性磁性填料形成特定的高取向度结构。
15、方法c中,所述第三磁场由n个(n≥2)中心点重合的磁体组产生,每个磁体组由第一磁体和第二磁体组成,且第一磁体的n极和第二磁体的s极相对设置,从而在n极和s极之间形成磁场;由于每个磁体组的第一磁体n极和第二磁体s极之间均形成磁场(可以理解为“子磁场”),n个“子磁场”的中心点也重合。n个子磁场相互耦合、并根据磁力线的特征而形成具有动态旋转特性的第三磁场。热压的复合物位于所述第三磁场中,使复合物中的各向异性磁性填料在磁场、热压的温度和压力的耦合协同作用下发生定向排列,形成特定的高取向度结构。
16、因此,本发明提供的制备方法中,通过三种不同的方法在热压的过程中施加磁场,从而使复合物中的各向异性磁性填料在特定的磁场、热压的温度和压力的耦合协同作用下发生定向排列,形成特定的高取向度结构,赋予所述磁介电覆金属箔层压板高磁导率、高介电常数、低磁损耗和低介质损耗的性能特点,从而改善阻抗匹配,提升小型化因子、天线带宽和增益,充分满足基板在小型化天线中的性能要求。
17、以下作为本发明的优选技术方案,但不作为对本发明提供的技术方案的限制,通过以下优选的技术方案,可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。
18、优选地,所述各向异性磁性填料包括平面六角铁氧体、磁铅石铁氧体、其他软磁铁氧体中的任意一种或至少两种的组合。
19、优选地,所述平面六角铁氧体包括y型平面六角铁氧体、co2z型平面六角铁氧体、co2w型平面六角铁氧体中的任意一种或至少两种的组合。
20、优选地,所述各向异性磁性填料的中值粒径为0.1-30μm,例如可以为0.2μm、0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm或28μm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值,进一步优选1-15μm。
21、示例性地,所述各向异性磁性填料的粒径采用ms3000马尔文激光粒度仪测试得到。
22、优选地,所述磁介电树脂组合物中各向异性磁性填料的质量百分含量为10%-80%,例如可以为15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%或75%,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
23、优选地,所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚烯烃树脂、丁苯树脂、马来酰亚胺化合物、酚氧树脂、含氟树脂、苯并恶嗪树脂中的任意一种或至少两种的组合。
24、优选地,所述环氧树脂包括双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、双酚s环氧树脂、双环戊二烯(dcpd)型环氧树脂、酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、双酚a酚醛环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、含磷环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、邻甲酚环氧树脂中的任意一种或至少任意两种的组合。
25、优选地,所述聚苯醚树脂为不饱和聚苯醚,进一步优选不饱和基团封端的聚苯醚;其中的不饱和基团可以为乙烯基、乙烯基苄基、乙烯基苯基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基中的任意一种或至少两种的组合。
26、优选地,所述聚烯烃树脂包括聚丁二烯。
27、优选地,所述聚丁二烯中包含丁二烯1,2-聚合的结构单元
28、优选地,所述马来酰亚胺化合物包括双马来酰亚胺树脂。
29、优选地,所述丁苯树脂即为丁二烯-苯乙烯共聚物,具体可以为丁二烯-苯乙烯无规共聚物和/或丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
30、优选地,所述磁介电树脂组合物中还包括固化剂、促进剂、交联剂、引发剂、阻燃剂、偶联剂、非磁性填料中的任意一种或至少两种的组合。
31、优选地,所述树脂包括环氧树脂,所述固化剂包括酚醛树脂、胺类固化剂、氰酸酯类固化剂、活性酯固化剂、羧酸类固化剂、酸酐类固化剂中的任意一种或至少两种的组合。
32、优选地,所述促进剂包括咪唑类化合物、有机金属络合物、三级胺、三级膦、季铵盐、过氧化物中的任意一种或至少两种的组合。
33、优选地,所述咪唑类化合物包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或至少两种的组合。
34、优选地,所述过氧化物包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、α,α'-双(叔丁基过氧基)二异丙苯中的任意一种或至少两种的组合。
35、在一个优选技术方案中,所述磁介电树脂组合物以质量份计包括如下组分:
36、
37、具体地,所述不饱和聚苯醚为10-50份,例如可以为15份、20份、25份、30份、35份、40份或45份,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
38、所述聚丁二烯和/或苯乙烯-丁二烯共聚物为20-80份,例如可以为25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份或75份,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
39、所述双马来酰亚胺树脂为5-30份,例如可以为8份、10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份或28份,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
40、所述各向异性磁性填料为10-400份,例如可以为20份、50份、80份、100份、120份、150份、180份、200份、220份、250份、280份、300份、320份、350份、380份,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
41、所述促进剂为0.01-2份,例如可以为0.01份、0.03份、0.05份、0.07份、0.09份、0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、0.9份、1份、1.2份、1.5份或1.8份,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
42、优选地,所述阻燃剂的种类没有特别限制,具有阻燃效果的阻燃剂均可用于所述磁介电树脂组合物中,示例性地包括但不限于:无机阻燃剂、磷系有机阻燃剂、氮系有机阻燃剂、含硅有机阻燃剂、含卤阻燃剂(例如含氯阻燃剂和/或含溴阻燃剂)中的任意一种或至少两种的组合。
43、优选地,所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机硅低聚物中的任意一种或至少两种的组合;所述偶联剂有助于提升各向异性磁性填料与树脂的相容性。
44、所述磁介电树脂组合物中还可以加入溶剂,溶剂的添加量由本领域技术人员根据经验和工艺需求来选择,使磁介电树脂组合物达到适合使用的粘度,以便于磁介电树脂组合物的浸渍、涂覆等即可。后续在烘干、半固化或完全固化环节,磁介电树脂组合物中的溶剂会部分或完全挥发。
45、所述溶剂的种类没有特别限定,一般可选用丙酮、丁酮、环己酮等酮类,甲苯、二甲苯等芳香烃类,醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯类,甲醇、乙醇或丁醇等醇类,乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙二醇单甲醚、卡必醇或丁基卡必醇等醇类,n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基-2-吡咯烷酮等含氮类;溶剂可以单独使用,也可两种或两种以上混合使用。优选丁酮、丙酮、环己酮等酮类,以及甲苯、二甲苯等芳香烃类。
46、优选地,所述磁介电板材中预浸料的张数为1-20,例如可以为2、3、5、7、9、10、11、13、15、17或19,以及上述点值间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
47、优选地,所述磁介电树脂组合物通过浸渍干燥后附着于增强材料上,得到预浸料。
48、优选地,所述预浸料的制备方法包括:采用所述磁介电树脂组合物的胶液浸渍增强材料,然后干燥,得到所述预浸料。
49、优选地,所述干燥的温度为80-180℃,例如90℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃或175℃,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
50、优选地,所述干燥的时间为1-30min,例如可以为2min、5min、8min、10min、15min、20min或25min,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
51、优选地,所述增强材料包括玻璃纤维布、无纺布、石英布、石英玻璃纤维混纺布、纤维纸或木浆纸中的任意一种;
52、优选地,所述金属箔包括铜箔、铝箔、镍箔、合金箔中的任意一种或至少两种的组合。
53、优选地,所述金属箔为铜箔,所述磁介电覆金属箔层压板为磁介电覆铜板。
54、优选地,方法a中,所述复合物置于位于第一磁场的非磁性模具中,在电机电动下转动。
55、优选地,所述非磁性模具的材质包括磁性屏蔽材质、铜材质、铝材质、聚合物(塑料)材质、不锈钢材质中的任意一种或至少两种的组合。
56、可选地,方法a中的非磁性模具可以理解为位于热压装置中的构件,复合物置于非磁性模具中,一方面受到热压的温度和压力,另一方面受到第一磁场的作用。该热压装置的各个构件均为非磁性材料,使位于磁场中的物质仅有磁介电板材中的各向异性磁性填料对磁场有响应性,避免热压装置对磁场与各向异性磁性填料之间的相互作用产生干扰,影响磁介电覆金属箔层压板的磁导率和介电常数的提升效果。
57、优选地,方法a中,所述非磁性模具的转动速度为1-100r/min,例如可以为10r/min、20r/min、30r/min、40r/min、50r/min、60r/min、70r/min、80r/min或90r/min,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
58、作为本发明的优选技术方案,所述非磁性模具(复合物)在电机带动下转动,其转动速度为1-100r/min,复合物在相对静止的第一磁场中转动,从而使其中的各向异性磁性填料受到具有动态特征的磁场作用,该作用与热压的温度和压力相互耦合,促进各向异性磁性填料的定向排列。如果非磁性模具(复合物)的转动速度过低,则各向异性磁性填料无法受到具有适宜动态特征的磁场作用,从而难以促进各向异性磁性填料的定向排列;如果转动速度过高,则高转速下的各向异性磁性填料还未有效移动时已转过新的一圈,各向异性磁性填料未发生有效的定向排列,无法提升磁介电覆金属箔层压板的磁导率和介电常数。
59、优选地,所述第一磁场的场强为1-50mt,例如可以为2mt、5mt、8mt、10mt、12mt、15mt、18mt、20mt、22mt、25mt、28mt、30mt、35mt、40mt或45mt,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值,进一步优选3-30mt。
60、作为本发明的优选技术方案,方法a中,对产生第一磁场的磁体的种类和表面场强不进行特殊限定,只要其能够产生1-30mt的第一磁场、能够为复合物提供磁场作用即可。
61、本发明的方法a中,所述第一磁场的场强即作用/施加于热压的复合物的磁场的场强,“场强”与“样品的转动(动态)”结合,并与热压的温度、压力作用相互耦合,使磁介电板材中的各向异性磁性填料发生定向排布,在覆金属箔层压板中形成整齐有序的特定的叶状组织结构,取向度高,在不增加各向异性磁性填料的前提下,赋予板材更高的磁导率和介电常数,同时磁损耗和介质损耗低,可靠性等综合性能优异。如果场强的大小或转动的速度超出本发明的优选范围,都会影响各向异性磁性填料的定向排布情况,导致板材的磁导率和介电常数的提升不明显。
62、本发明的方法b中,待热压的所述复合物置于热压装置中,且位于动态的第二磁场(转动的磁体和转动的磁子之间)中,从而在热压的过程中施加动态磁场,使热压的温度、压力和动态磁场的作用相互耦合。需要说明的是,所述热压装置为非磁性制品,即热压装置中各个构件的材料为非磁性材料,位于动态磁场中的物质仅有磁介电板材中的各向异性磁性填料对磁场有响应性,从而避免热压装置对动态磁场与各向异性磁性填料之间的相互作用产生干扰,影响覆金属箔层压板的磁导率提升效果。
63、本发明中,用于形成第二磁场的所述磁子可以理解为磁力搅拌子,其在由转动的磁体提供的磁场的耦合驱动下转动,并与转动的磁体共同构建动态的第二磁场。能够在转动的磁体驱动下转动并形成的动态磁场的磁子(磁力搅拌子)均可用于本发明的方法b中。
64、优选地,所述磁子的形状包括圆柱形(c型)、橄榄形(a型)、圆柱带节形(b型)、椭圆形(c型)、x形(c型)、梭形(c型)或圆形(c型)。
65、优选地,方法b中,所述磁子的长度为5-50mm,例如可以为10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm或45mm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
66、优选地,方法b中,所述磁子的直径为1-20mm,例如可以为3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、16mm或18mm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
67、优选地,方法b中,所述磁子的表面场强为10-100mt,例如可以为20mt、30mt、40mt、50mt、60mt、70mt、80mt或90mt,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
68、优选地,方法b中,所述磁体在电机带动下转动。
69、优选地,方法b中,所述磁体的转动速度为1-2500r/min,例如可以为10r/min、30r/min、50r/min、80r/min、100r/min、300r/min、500r/min、800r/min、1000r/min、1200r/min、1500r/min、1800r/min、2000r/min、2200r/min或2400r/min,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
70、作为本发明的优选技术方案,方法b中,磁体在电机带动下转动,电极带动下的转动速度为1-2500r/min,进一步优选100-2500r/min,从而有效驱动磁子的转动,在磁子与磁体之间形成适宜的具有动态特性的第二磁场。如果转动速度过低,则无法有效驱动磁子转动,也就无法形成适宜的第二磁场;如果转动速度过高,则高转速形成的磁场中各向异性磁性填料还未有效移动时新的一圈已转过,各向异性磁性填料的取向效果不明显或无法取向。
71、本发明的方法b中,所述磁体的场强不进行特殊限定,其能够带动磁子转动、并与磁子共同构建动态的第二磁场即可。
72、优选地,方法b中,所述第二磁场的场强为0.1-20mt,例如可以为0.5mt、1mt、2mt、3mt、4mt、5mt、6mt、8mt、10mt、12mt、15mt或18mt,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
73、可选地,方法c中,待热压的所述复合物置于热压装置中,并位于第三磁场中。该热压装置的各个构件为非磁性材质,位于第三磁场中的物质仅有磁介电板材中的各向异性磁性填料对磁场有响应性,避免热压装置对磁场与各向异性磁性填料之间的相互作用产生干扰,影响磁介电覆金属箔层压板的磁导率和介电常数。
74、优选地,方法c中,所述第三磁场的发生装置中磁体组的个数n可以为2、3、4、5、6、7或8,进一步优选2-4,更进一步优选2或3。
75、优选地,方法c中,所述第一磁体、第二磁体的表面场强各自独立地为0.1mt-1t,例如可以为0.2mt、0.5mt、0.8mt、1mt、5mt、8mt、10mt、30mt、50mt、80mt、100mt、200mt、300mt、400mt、500mt、600mt、700mt、800mt或900mt,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
76、每个所述磁体组中第一磁体与第二磁体之间的距离可调,优选地,每个所述磁体组中第一磁体的n极和第二磁体的s极之间的距离≥1cm,例如可以为2cm、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、80cm、90cm或100cm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值,进一步优选2-60cm。
77、优选地,所述第三磁场的场强为0.1-50mt,例如可以为0.5mt、1mt、3mt、5mt、8mt、10mt、12mt、15mt、18mt、20mt、22mt、25mt、28mt、30mt、32mt、35mt、38mt、40mt、42mt、45mt或48mt,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值,进一步优选5-30mt。
78、本发明的方法c中,所述第三磁场的场强即作用/施加于热压的复合物的磁场的场强,n个磁体组产生的子磁场共同作用而形成了具有特定场强的旋转磁场,并与热压的温度、压力作用相互耦合,使磁介电板材中的各向异性磁性填料发生定向排布,在磁介电覆金属箔层压板中形成高取向度的特定结构,在各向异性磁性填料的用量一定的情况下,赋予磁介电覆金属箔层压板更高的磁导率和介电常数,同时磁损耗和介质损耗低,综合性能优异。如果磁场的场强过低,则对各向异性磁性填料的作用力不足,导致磁介电覆金属箔层压板中磁性填料没有形成适宜的取向结构,也就无法提升磁导率和介电常数;如果磁场的场强过高,则难以形成具有旋转特性的磁场,从而削弱了磁场对各向异性磁性填料的作用力,板材的磁介电性能没有得到明显改善。
79、本发明中,n个磁体组中的第一磁体、第二磁体可以为相同或不同的磁体,进一步优选为相同的磁体,磁体的n极和s极的位置关系满足本发明对于形成特定磁场的要求即可。
80、优选地,所述施加磁场的时间<所述热压的时间,所述施加磁场的起始时间与所述热压的起始时间相同。
81、本发明中,施加磁场的起始时间与热压的起始时间相同,即在开始进行热压时就以特定的方法施加磁场,使磁介电板材中的各向异性磁性填料在特定磁场、温度和压力的耦合作用下进行定向排列,在磁介电覆金属箔层压板中形成整齐有序的高取向度结构。随着热压的持续进行,磁介电板材中的树脂逐渐固化,各向异性磁性填料不再发生移动,因此,热压的后期不需要施加磁场,所述施加磁场的时间<所述热压的时间。
82、优选地,所述施加磁场的时间为5-30min,例如可以为6min、8min、10min、12min、15min、18min、20min、22min、25min或28min,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
83、优选地,所述热压的时间为30-300min,例如可以为60min、80min、100min、120min、150min、180min、200min、220min、240min、260min或280min,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值,进一步优选30-180min。
84、优选地,所述热压的温度为150-360℃,例如可以为160℃、180℃、200℃、220℃、250℃、280℃、300℃、350℃、340℃或350℃,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值,进一步优选150-240℃。
85、优选地,所述热压的压力为1-10mpa,例如可以为2mpa、3mpa、4mpa、5mpa、6mpa、7mpa、8mpa或9mpa,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
86、另一方面,本发明提供一种提高磁介电覆金属箔层压板的磁介电性能的方法,所述方法为第一方面所述的制备方法。通过热压与特定方法构建的磁场的耦合作用,使磁介电覆金属箔层压板中的各向异性磁性填料晶粒形成特定的高取向度结构,与常规的热压工艺相比,磁介电覆金属箔层压板的磁导率和介电常数都有明显提升,而且磁损耗和介质损耗低,可靠性高,综合性能更加优异。
87、第二方面,本发明提供一种磁介电覆金属箔层压板,所述磁介电覆金属箔层压板通过如第一方面所述的制备方法制备得到。
88、第三方面,本发明提供一种电路基板,所述电路基板包括如第二方面所述所述的磁介电覆金属箔层压板。
89、优选地,所述电路基板为用于天线中的电路基板。
90、第四方面,本发明提供一种如第二方面所述的磁介电覆金属箔层压板或如第三方面所述的电路基板在天线中的应用。
91、优选地,所述天线包括微带天线。
92、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
93、(1)本发明提供的制备方法中,采用包含各向异性磁性填料的磁介电板材,并在热压的过程中以特定的方法施加磁场,在热压的温度、压力和磁场的多重耦合作用下,使各向异性磁性填料发生定向排列,在板材中形成整齐有序的高取向度结构,从而使所述磁介电覆金属箔层压板的磁导率显著提升,介电常数提高,同时磁损耗和介质损耗低,耐热性和可靠性好,从而解决了现有技术中存在的磁导率低、阻抗匹配差、小型化因子不足、天线带宽窄、增益低、设计困难的问题,获得一种兼具高磁导率、高介电常数、低磁损耗、低介质损耗、高可靠性的磁介电覆金属箔层压板,充分满足了基板在小型化天线中的性能要求。
94、(2)本发明通过热压和磁场的设计和工艺优化,使得到的磁介电覆铜板在300mhz的磁导率为1.60-2.48,介电常数为4.6-6.25;与不施加磁场的常规热压工艺相比,磁导率的提升率为15%-25%,介电常数的提升率为3.6%-9.5%,而且磁损耗≤0.038,介质损耗磁≤0.055,在介电常数和磁导率都明显提升的情况下,具有低磁损耗和低介质损耗,可靠性和综合性能优异。