一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法，包括柔性介质薄膜加工过程和控制条件，以及毫米波与太赫兹频段介电特性。制备方法包括如下步骤：颗粒获取，烘干加料，密封干燥，加热融化，压延挤出，性能测试，表面金属化。采用上述工艺对树脂材料进行温控等操作，形成的新型柔性介质薄膜可以拥有优越的介电特性，测试结果显示所加工形成的柔性介质薄膜具有极低的介电常数，在极宽频带下有很好的介电稳定性，介质损耗正切值比常用的高频介质基板低一个数量级，同时具有较高的光透明度。通过在该介质薄膜表面实现金属化操作，利用蚀刻等方式实现高频电路，对包含5G和6G在内的未来通信具有极大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法
本专利技术涉及一种适宜作为高频电路用的具有优良介电特性的薄膜材料，特别涉及一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜及其制备工艺。
技术介绍
近年来，电子产品有向小型化、多功能化、高性能化和柔性共形方向演进的趋势，传输信息的高容量化、高速度处理所需的高频率化也正不断发展。随着电子信息的迅速发展，一般传统性能的高频覆铜板已经无法满足应用需求。目前常用的印刷介质基板材料有环氧树脂和酚树脂，但在高频区域，尤其到了毫米波太赫兹频段，它们的介电特性差，传输损耗也大，严重影响了高频电路的性能。基于这种现状，越来越多的研究兴趣集中在开发可用于高频电路的具有优异介电特性的介质基板。为了实现柔性和共形，现在一些高频器件尝试用柔性高温聚酯薄膜和其他柔性编织物，但性能往往不理想。因此通信领域对新型柔性介质薄膜的介电常数、介电损耗和可加工性能三者匹配的需求已经十分迫切，如何获取低介电常数、低色散、低介电损耗的新型柔性介质薄膜成为研究热点。
技术实现思路
技术问题：鉴于技术发展的需要，本专利技术提出一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法，该柔性介质薄膜是一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜，并根据其化学物理性质，采用独特的新型制备方法，实现一种具有优越介电特性(如低介电常数、低色散、低介电损耗)的毫米波太赫兹用新型柔性介质薄膜的制备。技术方案：为达到此目的，本专利技术的一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法采用以下技术方案：步骤1.颗粒获取：通过参杂的降冰片烯和乙烯两种单体在易位聚合催化剂的作用下，经过共聚反应得到，再冲洗烘干，最后利用氧化锆球经高速球磨、低速球磨得到大小均匀的环烯烃共聚物颗粒；步骤2.烘干加料：通过干燥机对环烯烃共聚物颗粒进行烘干，并将颗粒倒入加料斗装置；步骤3.所述的密封干燥：通过泵和输送带将环烯烃共聚物颗粒输送到干燥室进一步密封干燥，干燥室温度保持在100-140摄氏度；步骤4.加热融化：通过传动装置将干燥颗粒运至高温机筒中，采用云母加热器加热，根据其对应的玻璃化转变温度，使温度在260-320摄氏度下保持10-15分钟，使颗粒完全处于液体流动状态；步骤5.压延挤出：驱动电机与减速器直接连接，减速器输出轴与螺杆相连，以60-100rpm的转速驱动螺杆旋转，驱动电机电流保持在80-90A,，从而使流动状态环烯烃共聚物经流延模头挤出，再通过两辊压延机进行压延形成环烯烃共聚物柔性介质薄膜之后自然冷却，其中一个冷却辊温度为120-140摄氏度，一个冷却辊温度为100-120摄氏度；步骤6.性能测试：对所得烯烃共聚物新型柔性介质薄膜在全介质情况下，进行平整度和均一性测试，以及在毫米波太赫兹频段的介电特性测试；步骤7.表面金属化：在环烯烃共聚物介质薄膜表面通过磁控溅射和电子束蒸发等方法进行表面金属化操作。其中，所述压延挤出中，根据树脂种类调节各部分温度和速度以获取高质量的毫米级别厚的柔性薄膜。所述性能测试中，柔性介质薄膜在毫米波和太赫兹频段的介电特性可以分别用毫米波开放式谐振腔系统和太赫兹时域光谱分析仪获取。所述表面金属化中，当金属和环烯烃共聚物介质薄膜之间的表面结合力不足时，则需要先沉积一层钛/铬/铂等金属作为粘结过渡层，用以增强金属与该介质薄膜的结合力，当结合力足够时，可直接进行金属化镀膜操作。所述加热融化中，对于玻璃化转变温度为178摄氏度左右的环烯烃共聚物颗粒，在加热融化操作中，采用云母加热器加热，使温度在300摄氏度下保持约10分钟，直至颗粒完全处于液体流动状态。所述压延挤出中，以80rpm的转速驱动螺杆旋转，驱动电机电流保持在90A，从而使流动状态环烯烃共聚物经流延模头挤出，再通过两辊压延机进行压延形成环烯烃共聚物新型柔性介质薄膜之后自然冷却，得到0.3mm厚的烯烃共聚物新型柔性介质薄膜。所述用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜，在毫米波34GHz所测介电常数为2.36，介质损耗正切为6.6×10-4，而且在太赫兹频段具有低介电常数为2.31、低色散：在极宽频带0.2-2.2THz的介电常数保持稳定；低介质损耗正切值：在极宽频带0.3-2.2THz内在1×10-4和3×10-3之间，同时具有很高的可见光透明度。有益效果：本专利技术公开了一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜及其制备工艺，与现有技术相比，具有如下的有益效果：(1)本专利技术提出一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜及其制备工艺，该新型柔性介质薄膜在毫米波太赫兹频段具有优越的介电特性，如低介电常数、低色散、低介质损耗，在毫米波太赫兹频段有很大的应用潜力；(2)本专利技术提出一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜及其制备工艺，该制备工艺具有一般性，可以根据环烯烃共聚物的种类与特性，制备出具有厚度可调的高均一性、高平整度柔性薄膜。(3)本专利技术提出一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜及其制备工艺，操作简单，成本低，方便集成，可以满足介电常数、介电损耗和可加工性能三者匹配的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是对本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施方式中环烯烃共聚物新型柔性介质薄膜的制备工艺流程图；图2为本专利技术具体实施例中所实现的环烯烃共聚物新型柔性介质薄膜在太赫兹频段的介电常数测试结果图。图3为本专利技术具体实施例中所实现的环烯烃共聚物新型柔性介质薄膜在太赫兹频段的介质损耗正切测试结果图。具体实施方式本专利技术所述的一种在毫米波太赫兹频段具有极低介电常数和介电损耗的新型柔性介质薄膜及其制备方法，操作工艺简单，易于规模化批量生产，应用领域广泛，制备方法具备一般性，一般包括如下步骤：颗粒获取，烘干加料，加热融化，压延挤出，性能测试，表面金属化。颗粒获取，是通过一定比重参杂的降冰片烯和乙烯两种单体在易位聚合催化剂的作用下，经过共聚反应得到，再冲洗烘干，最后利用氧化锆球经高速球磨、低速球磨得到大小均匀的环烯烃共聚物颗粒。烘干加料，是通过干燥机对环烯烃共聚物颗粒进行烘干，并将颗粒倒入加料斗装置。密封干燥，是通过泵和输送带将环烯烃共聚物颗粒输送到干燥室进一步密封干燥，干燥室温度保持在100-140摄氏度左右。加热融化，是通过传动装置将干燥颗粒运至高温机筒中，采用云母加热器加热，根据其对应的玻璃化转变温度，使温度在260-320摄氏度下保持10-15分钟，使颗粒完全处于液体流动状态。压延挤出，是驱动电机与减速器直接连接，减速器输出轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：/n步骤1.颗粒获取：通过参杂的降冰片烯和乙烯两种单体在易位聚合催化剂的作用下，经过共聚反应得到，再冲洗烘干，最后利用氧化锆球经高速球磨、低速球磨得到大小均匀的环烯烃共聚物颗粒；/n步骤2.烘干加料：通过干燥机对环烯烃共聚物颗粒进行烘干，并将颗粒倒入加料斗装置；/n步骤3.所述的密封干燥：通过泵和输送带将环烯烃共聚物颗粒输送到干燥室进一步密封干燥，干燥室温度保持在100-140摄氏度；/n步骤4.加热融化：通过传动装置将干燥颗粒运至高温机筒中，采用云母加热器加热，根据其对应的玻璃化转变温度，使温度在260-320摄氏度下保持10-15分钟，使颗粒完全处于液体流动状态；/n步骤5.压延挤出：驱动电机与减速器直接连接，减速器输出轴与螺杆相连，以60-100rpm的转速驱动螺杆旋转，驱动电机电流保持在80-90A,，从而使流动状态环烯烃共聚物经流延模头挤出，再通过两辊压延机进行压延形成环烯烃共聚物柔性介质薄膜之后自然冷却，其中一个冷却辊温度为120-140摄氏度，一个冷却辊温度为100-120摄氏度；/n步骤6.性能测试：对所得烯烃共聚物新型柔性介质薄膜在全介质情况下，进行平整度和均一性测试，以及在毫米波太赫兹频段的介电特性测试；/n步骤7.表面金属化：在环烯烃共聚物介质薄膜表面通过磁控溅射和电子束蒸发等方法进行表面金属化操作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
步骤1.颗粒获取：通过参杂的降冰片烯和乙烯两种单体在易位聚合催化剂的作用下，经过共聚反应得到，再冲洗烘干，最后利用氧化锆球经高速球磨、低速球磨得到大小均匀的环烯烃共聚物颗粒；
步骤2.烘干加料：通过干燥机对环烯烃共聚物颗粒进行烘干，并将颗粒倒入加料斗装置；
步骤3.所述的密封干燥：通过泵和输送带将环烯烃共聚物颗粒输送到干燥室进一步密封干燥，干燥室温度保持在100-140摄氏度；
步骤4.加热融化：通过传动装置将干燥颗粒运至高温机筒中，采用云母加热器加热，根据其对应的玻璃化转变温度，使温度在260-320摄氏度下保持10-15分钟，使颗粒完全处于液体流动状态；
步骤5.压延挤出：驱动电机与减速器直接连接，减速器输出轴与螺杆相连，以60-100rpm的转速驱动螺杆旋转，驱动电机电流保持在80-90A,，从而使流动状态环烯烃共聚物经流延模头挤出，再通过两辊压延机进行压延形成环烯烃共聚物柔性介质薄膜之后自然冷却，其中一个冷却辊温度为120-140摄氏度，一个冷却辊温度为100-120摄氏度；
步骤6.性能测试：对所得烯烃共聚物新型柔性介质薄膜在全介质情况下，进行平整度和均一性测试，以及在毫米波太赫兹频段的介电特性测试；
步骤7.表面金属化：在环烯烃共聚物介质薄膜表面通过磁控溅射和电子束蒸发等方法进行表面金属化操作。


2.根据权利要求1所述的用于毫米波太赫兹频段的柔性介质薄膜及其制备方法，其特征在于，所述压延挤出中，根据树脂种类调节各部分温度和速度以获取高质量的毫米级别厚的柔性薄膜。


3.根据权利要求1所述的用于毫米波太赫兹频段...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡龙珠，洪伟，蒋之浩，陈晖，
申请(专利权)人：南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32