鋁粉-聚合物復(fù)合材料的制備及介電性能研究.pdf

1、嵌入式無(wú)源元件技術(shù)是實(shí)現(xiàn) PCB電子器件小型化、高速化、高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。在PCB無(wú)源器件中，電容器約占60％。滿足這一需求的電介質(zhì)要求有高介電常數(shù)、低介電損耗。金屬系高復(fù)合電介質(zhì)制造成本低、介電常數(shù)大，但是介電損耗普遍高，因而難以在嵌入式電容器上應(yīng)用。針對(duì)這一問(wèn)題，本文進(jìn)行了多種鋁粉/環(huán)氧樹脂復(fù)合電介質(zhì)的探索性研究。本文主要研究結(jié)果如下：
　　1．復(fù)合材料的介電常數(shù)隨鋁粉的增加而上升，在一定加入量下迎來(lái)滲流轉(zhuǎn)變，在1KHz，小

2、片鋁粉、大片鋁粉、球形鋁粉/環(huán)氧樹脂體系對(duì)應(yīng)的介電常數(shù)滲流閾值分別為36%、28%和13%。滲流轉(zhuǎn)變的根源是，在此體積分?jǐn)?shù)下，鋁粉可以相互連通而形成滲流網(wǎng)絡(luò)。然而，滲流體系的介電損耗始很低，說(shuō)明鋁粉表面的自鈍化膜作為絕緣層，阻止了電子貫通，大大減小了電導(dǎo)損耗。
　　2．在102～107頻域段上，復(fù)合材料的介電常數(shù)隨頻率的增加而線性下降，而介電損耗在很低水平略有上升。因?yàn)椋S著測(cè)試頻率增大，復(fù)合材料內(nèi)部的極化逐漸滯后測(cè)試電場(chǎng)，有效極

3、化降低，導(dǎo)致介電常數(shù)減小。
　　3．球形鋁粉、大片鋁粉、小片鋁粉/環(huán)氧樹脂體系的介電性能逐漸增強(qiáng)，因?yàn)槠瑺钿X粉相比于球形鋁粉更容易在樹脂中形成高儲(chǔ)能的微型電容器，其薄片外形在作為微型電容器的電極時(shí)，儲(chǔ)存電荷的能力遠(yuǎn)高于球形鋁粉。使用碳納米管對(duì)片狀鋁粉體系進(jìn)行摻雜，可以提高大片鋁粉體系的介電性能，這是利用了碳納米管較高的長(zhǎng)徑比，可以使體系提前完成滲流轉(zhuǎn)變。
　　4．低滲流閾值（13%）的小片鋁粉/環(huán)氧樹脂體系，當(dāng)加入量達(dá)到22