[发明专利]具有复合介电常数的基板及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电子封装领域，具体地，涉及一种具有复合介电常数的基板，还涉及该基板的制备方法。

【背景技术】

电子封装产品即电子产品的保护罩，让电子产品免受外界环境的影响，比如化学腐蚀、氧化等等。为了让电子产品更好的经久耐用，提高寿命，电子封装工艺技术就显得非常重要了。随着电子技术的飞速发展，封装的小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现，对电子封装的质量要求也越来越高。

在功率电子封装中，电子封装基板应具有高热导率、适合的热膨胀系数、强度高、重量轻、工艺简单、原料成本低等特点，这些是研制高性能电子封装基板需要关注的重要问题。

硅石气凝胶(又称SiO₂气凝胶)是目前应用较多的一种电子封装基板的材料。硅石气凝胶的主要成分是SiO₂，是通过溶胶凝胶方法将有机或无机硅源制备成湿凝胶，然后用气体取代凝胶中的液体，通过干燥控制添加剂及干燥工艺的控制，保持其空间网络结构基本不变，从而得到纳米多孔的硅石气凝胶材料。SiO₂气凝胶的介电常数很低(1-2)，热稳定好，还具有绝缘、轻质、无毒、阻燃、廉价等性能，在低介电常数无铅PCB基板材料中有很好的应用前景。

目前使用的基板材料主要有陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、树脂等。其中陶瓷材料由于绝缘性能好，化学性质稳定，热导率高，高频特性好及其它优良性能而具有特殊的地位。传统的陶瓷基板材料有BeO、Al₂O₃，以及近年开发的SiC、AlN及其复合材料。

一般的基板具有单一的介电常数，然而对于某些特殊应用的要求，需要在同一基板的不同区域具有不同的介电常数，这样，一般的基板并不能满足这一要求。

【发明内容】

本发明提供一种具有复合介电常数的基板及其制备方法，以低介电常数硅石气凝胶材料为基体，在其中镶嵌多种介电常数不同的陶瓷材料，使得同一基板的不同区域具有不同的介电常数，满足了某些特殊应用的要求。

根据本发明的第一个主要方面，提供一种具有复合介电常数的基板，该基板包括基体材料和镶嵌在基体材料中的与基体材料的介电常数不同的一种或多种陶瓷材料。

根据本发明的一个方面，一种或多种陶瓷材料的介电常数各不相同。

根据本发明的一个方面，陶瓷材料镶嵌在基体材料的表面。

根据本发明的一个方面，基体材料为硅石气凝胶。

根据本发明的一个方面，陶瓷材料包括BeO、Al₂O₃、SiC、AlN以及Ba_1-xSr_xTiO₃。

根据本发明的一个方面，陶瓷材料加工成圆形薄片或方形薄片。

根据本发明的一个方面，薄片厚度小于基板厚度的50％。

根据本发明的第二个主要方面，提供一种制备具有复合介电常数的基板的方法，该方法包括以下步骤：

a、将介电常数不同的一种或多种陶瓷材料加工成一定形状，置于气凝胶浇注模具中待用；

b、将硅源材料加入到一定量的溶剂中，搅拌均匀成为溶胶，加入干燥控制添加剂，再滴入催化剂，在溶胶成为凝胶之前，注入气凝胶浇注模具模具中，静置使之成为凝胶；

c、将凝胶老化一段时间后，用置换剂除去凝胶孔内的水，并用表面修饰剂进行疏水处理，接着进行干燥，从而得到具有复合介电常数的基板。

根据本发明的一个方面，硅源材料包括正硅酸乙酯(TEOS)、正硅酸甲酯(TMOS)、酸性硅溶胶、水玻璃。

根据本发明的一个方面，陶瓷材料包括BeO、Al₂O₃、SiC、AlN以及Ba_1-xSr_xTiO₃。

根据本发明的一个方面，陶瓷材料加工成圆形薄片或方形薄片。

根据本发明的一个方面，薄片厚度小于基板厚度的50％。

根据本发明的一个方面，溶剂为去离子水和无水乙醇。

根据本发明的一个方面，干燥控制添加剂为甲酰胺和乙二醇。

根据本发明的一个方面，催化剂是盐酸、醋酸或氨水。

根据本发明的一个方面，静置过程中的温度为室温。

根据本发明的一个方面，凝胶老化时间为2-30天。

根据本发明的一个方面，置换剂是乙醇或丙酮。

根据本发明的一个方面，表面修饰剂是三甲基氯硅烷。