[發明專利]一種高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜及其制造工藝

在審

• 申請號: 201711163760.4
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107775975A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 趙暉;趙文杰;侯金國
• 申請（專利權）人: 江蘇泰氟隆科技有限公司
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;H05K1/03;B29K27/18;B29K509/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 賴定珍

技術領域

本發明涉及功能薄膜技術領域，具體涉及一種高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜以及該薄膜的加工制造工藝。

背景技術

電子信息產品和設備的發展趨勢是高頻化、微型化，微型化電路系統的開發應用是專為緊湊型設備提供設計，電路的微型化也使得系統重量的減輕。對于X波段及以下頻率是十分理想的。其適用于GPS接收器、有更小尺寸要求的貼片天線、衛星通訊系統、功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)、低噪聲下變頻器(LNB)、飛機防撞系統(TCAS)和陸機雷達系統。尤其在5G無線網絡、雷達、北斗衛星通訊的快速發展中，都需要大量的高介電常數復合材料。

聚四氟乙烯玻纖增強微波材料在高頻下具有優異的電性能，以及耐熱性、耐酸堿性和電鍍性，是理想的微波電路選擇材料，但由于其介電常數范圍在2.4～2.9之間，局限了它的廣泛使用。而且，聚四氟乙烯玻纖增強微波電路基板還具有損耗大的缺點，影響了其使用效果。

目前，嘗試在玻璃纖維布上浸漬含有陶瓷粉體的聚四氟乙烯乳液，由于聚四氟乙烯乳液是一種表面極性非常低的聚合物，而陶瓷粉體的表面極性非常高、密度比乳液大，在浸漬過程時陶瓷粉體容易沉淀，以及干燥過程中陶瓷粉體更容易發生聚集，導致最終制得的聚四氟乙烯陶瓷漆布的電性能不均勻，不同位置的介電常數、熱膨脹性的差異將使壓制的高頻電路板無法正常使用。

發明內容

為了克服上述的不足，本發明的目的是提供一種高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜，以及由聚四氟乙烯懸浮細粉通過添加一定量的納米級的高純超細硅微粉或鈦白粉進行搗碎、混合、攪拌、過篩，壓制成型，經燒結、車削、裁切加工獲得的得到的高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜的制造工藝。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜的制造工藝，包括以下步驟：

(1)原料過篩：將納米級的高純超細硅微粉或鈦白粉用140目的振動篩進行過篩，與60目過篩后的聚四氟乙烯懸浮細粉通過高速混合機進行搗碎、混合、攪拌，然后再采用60目的振動篩進行過篩，得到高介電常數的聚四氟乙烯備用原料；

(2)毛坯制作：將上述高介電常數的聚四氟乙烯備用原料通過模壓法制成中空的圓柱形毛坯，將脫模后的毛坯放在23～25℃的環境中恒溫存放20小時至24小時，消除毛坯的內應力；

(3)毛坯燒結：將步驟(2)得到的毛坯放置于全自動旋轉式四氟燒結爐中，按設定的程序進行72～168小時的燒結、冷卻得到坯料；

(4)車削或旋切：將步驟(3)所得的坯料放入100℃到120℃的烘箱中進行預熱，保持溫度5小時至6小時，使坯料的內、外溫度一致后，在坯料的中心孔中壓入或拉入外表面設有梯形齒的專用芯棒，用起重機械安裝到高精度數控車床或旋切機上，采用硬質合金刀按設定薄膜的厚度對坯料進行車削或旋切；

(5)在線測量：將步驟(4)車削或旋切得到的高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜通過專用紅外線在線自動測厚系統，當系統發現誤差時通過警報系統發出報警信號，通知步驟(4)的車削或旋切人員及時檢查或調整刀具，排除報警故障，保證該薄膜的厚度在可控范圍以內；

(6)自動收卷：采用帶有平衡輥的收卷裝置與上述高精度數控車床或旋切機及紅外線在線自動測厚系統相組合,收卷裝置的預應力可以進行設定，通過磁粉分離器和氣動系統來自動調節驅動裝置的轉矩獲得合適的收卷力,對薄膜進行張緊和收卷，并通過張緊裝置依次連接轉向輥、舒展輥和收卷站，將切削好的薄膜通過收卷站纏繞到收卷管上；

(7)整燙定型：將步驟(6)所得到的高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜安裝到專用數控整燙定型復卷設備上，利用兩個加熱輥和兩個冷卻輥對寬幅聚四氟乙烯功能薄膜進行正反整燙定型，使薄膜中的高分子鏈沿軸向定向重排，不僅使該功能薄膜的表面平整平滑，而且邊緣不卷曲，方便縱向和橫向裁切；同時按照設計的寬度要求進行縱向裁切，得到卷狀的高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜；

(8)橫向裁切：將步驟(7)所得到的滿足設計寬度要求的高介電常數寬幅聚四氟乙烯功能薄膜安裝到專用數控橫切機上，裁切成長度和寬度都滿足要求的成品薄膜。

作為本發明的優選技術方案，所述步驟(1)高純超細硅微粉或鈦白粉的添加量，按照不同介電常數的設計要求添加2～20％。

作為本發明的優選技術方案，所述步驟(2)毛坯的最大直徑由所要切削得到的薄膜寬度來決定，當薄膜寬度小于為500毫米時，毛坯的最大直徑為300毫米；當薄膜寬度為500毫米至1600毫米時，毛坯的最大直徑為500毫米。