改性聚酰亚胺薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供一种改性聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：步骤S1，提供聚酰胺酸溶液；步骤S2，在所述聚酰胺酸溶液中加入无机填料并进行混炼，得到预混料，其中所述无机填料包括二氧化硅气凝胶、碳化硅气凝胶中的一种或多种；步骤S3，将所述预混料形成薄膜，并在惰性气氛下进行亚胺化处理，得到所述改性聚酰亚胺薄膜。根据本发明专利技术实施例的制备方法，在聚酰胺酸溶液引入二氧化硅气凝胶、碳化硅气凝胶，一方面，这些无机填料相对于树脂材料而言其本身介电常数即较低，从而有利于降低改性聚酰亚胺薄膜的介电常数，另一方面，通过引入气凝胶作为无机填料，由于气凝胶是典型的微孔材料，这些微孔材料通过引入大量的空气，可以进一步显著降低材料的介电常数。料的介电常数。

【技术实现步骤摘要】
改性聚酰亚胺薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及无线通信制造领域，具体涉及一种改性聚酰亚胺薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]5G作为我国新基建的重要任务和核心基础，是人工智能、云计算、大数据等颠覆性技术赋能各行各业的重要支撑，已经进入了快速发展阶段。2020 年5G商用开启，通信处理的信息量成倍增长。而天线是实现这一跨越式提升不可或缺的组件。
[0003]天线作为5G通信的重要一环，无论是在5G终端还是5G基站，都是信号发射接收的关卡，天线性能的好坏直接影响通信的质量。随着5G基站数量的爆发，天线在5G网络中的作用将越来越重要。
[0004]伴随着1G到5G的发展，通信所使用的无线电波频率逐渐提高，波长变短，天线也延续着轻量化、小型化、多频段、高频率的发展方向在不断改进。5G 天线主要分为基站天线和终端天线。在基站天线方面，为提高数据传输速度、减缓传输延时、增加移动性，5G采用Massive MIMO(大规模天线)技术使天线从4/8通道上升至了64通道、128通道，同时也提升了设备的运行功耗，原有的器件材料已难以满足5G的需求，从而推动了材料的革新。而在终端方面，5G频段的增加，也使得终端设备单机天线的数量有所提升，相应核心零部件的材料需求量也有所增加，同时5G设备耗电量的大幅提升，也相应对天线的材料提出了更高的要求。
[0005]目前主流的5G天线材料为LCP(Liquid Crystal Polymer)。LCP虽然性能优异，但也存在着成型加工工艺不易控制、制品的物理性质呈各向异性、与成型时剪切流动成直角的方向力学性能较差、易于原纤维化等缺点，所以需要对其改性，以提高LCP膜的力学性能。另一方面LCP原料价格昂贵，从而导致了LCP的价格较高，这是影响LCP发展的最主要的问题，因此降低成本已成为生产商的研究重点。此外，由于LCP基材价格偏高。
[0006]然而，LCP材料市场由日本控制，存在议价能力低、供应厂商少的卡脖子问题。此外，使用LCP材料制备天线还存在工艺复杂、良品率低的问题。
[0007]在此背景下，MPI天线得到了快速发展。MPI材料是传统PI软板的改性材料。MPI材料是非结晶性的材料，所以其操作温度宽，在低温压合铜箔下易操作，表面能够与铜较易接着，且价格相对较低。MPI材料的介电常数、吸湿性和传输损耗略低于LCP软板。
[0008]因此，有必要进一步降低MPI材料的介电常数，并进一步改善其吸湿性，以期适应高频段使用的需求。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术提供一种具有低介电常数、低吸湿性的改性聚酰亚胺薄膜的制备方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]根据本专利技术实施例的改性聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：
[0012]步骤S1，提供聚酰胺酸溶液；
[0013]步骤S2，在所述聚酰胺酸溶液中加入无机填料并进行混炼，得到预混料，其中所述无机填料包括二氧化硅气凝胶、碳化硅气凝胶中的一种或多种；
[0014]步骤S3，将所述预混料形成薄膜，并在惰性气氛下进行亚胺化处理，得到所述改性聚酰亚胺薄膜。
[0015]进一步地，所述步骤S1包括：将二胺单体在惰性气氛下溶于极性非质子溶剂中，形成溶液A；将二酐单体加入所述溶液A中进行聚合反应，获得所述聚酰胺酸溶液。
[0016]进一步地，所述二胺单体选自1,4
‑
二氨基环己烷、4,4
’‑
亚甲基双环己胺、3,3
’‑
二甲基
‑
4,4
’‑
二氨基二环己基甲烷中的一种或数种的混合物；所述二酐单体选自环己烷
‑
1,2,4,5
‑
四酸二酐和/或环丁烷
‑
1,2,3,4
‑
四酸二酐，所述极性非质子溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑
甲基吡咯烷酮，所述二胺单体与所述二酐单体的质量比为1:1.01
‑
1.14。
[0017]进一步地，所述聚酰胺酸溶液中含有5wt％
‑
15wt％的含氟聚合物，所述含氟聚合物包括氟硅烷、氟改性硅氧烷、聚四氟乙烯中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述无机填料的粒径为50nm
‑
50μm，且所述无机填料在所述聚酰胺酸溶液中的含量为5wt％
‑
15wt％。
[0019]进一步地，所述步骤S3包括：
[0020]将所述预混料涂覆在衬底上，在氮气气氛下从室温开始升温至330℃
ꢀ‑
370℃，得到15
‑
30μm厚度的所述改性聚酰亚胺薄膜。
[0021]进一步地，将所述预混料涂覆在衬底上之后，现在40
‑
80℃条件下预烘1
‑
2 小时，此后以30
‑
50℃为间隔进行阶梯式加热，各温度条件下分别保温0.5
‑
1 小时。
[0022]进一步地，所述制备方法还包括：
[0023]步骤S4，在所述改性聚酰亚胺薄膜的两侧分别设置厚度为3
‑
5μm厚度的疏水层。
[0024]进一步地，所述步骤S4包括：
[0025]步骤S41，将疏水性微纳颗粒、疏水性树脂分散在挥发性有机溶剂中，得到疏水预配料；
[0026]步骤S42，将所述疏水预配料通过旋涂法或喷涂法，涂布在所述改性聚酰亚胺薄膜的上下两侧表面，并使所述挥发性有机溶剂挥发，以在所述改性聚酰亚胺薄膜的两侧分别形成厚度为3
‑
5μm厚度的所述疏水层。
[0027]进一步地，所述疏水性微纳颗粒包括疏水性二氧化硅气凝胶，所述疏水性树脂为氟碳树脂。
[0028]本专利技术的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
[0029]根据本专利技术实施例的改性聚酰亚胺薄膜的制备方法，在聚酰胺酸溶液引入作为无机填料二氧化硅气凝胶、碳化硅气凝胶，一方面，这些无机填料相对于树脂材料而言其本身介电常数即较低，从而有利于降低改性聚酰亚胺薄膜的介电常数，另一方面，通过引入气凝胶作为无机填料，由于气凝胶是典型的微孔材料，这些微孔材料通过引入大量的空气，可以进一步显著降低材料的介电常数；
[0030]此外，由于这些二氧化硅气凝胶、碳化硅气凝胶通常具有很好的疏水性，因此也能够进一步改善改性聚酰亚胺薄膜的吸湿性；
[0031]此外，通过在聚酰胺酸溶液中含有5wt％
‑
15wt％的含氟聚合物来引入氟原子，引入氟原子既可以增加聚合物的热稳定性，又由于C
‑
F键相比C
‑
H键有较小的偶极和较低的极化率且氟原子还能增加只有体积，因此通过引入氟原子能够进一步降低聚合物的介电常数；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1，提供聚酰胺酸溶液；步骤S2，在所述聚酰胺酸溶液中加入无机填料并进行混炼，得到预混料，其中所述无机填料包括二氧化硅气凝胶、碳化硅气凝胶中的一种或多种；步骤S3，将所述预混料形成薄膜，并在惰性气氛下进行亚胺化处理，得到所述改性聚酰亚胺薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：将二胺单体在惰性气氛下溶于极性非质子溶剂中，形成溶液A；将二酐单体加入所述溶液A中进行聚合反应，获得所述聚酰胺酸溶液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二胺单体选自1,4
‑
二氨基环己烷、4,4
’‑
亚甲基双环己胺、3,3
’‑
二甲基
‑
4,4
’‑
二氨基二环己基甲烷中的一种或数种的混合物；所述二酐单体选自环己烷
‑
1,2,4,5
‑
四酸二酐和/或环丁烷
‑
1,2,3,4
‑
四酸二酐，所述极性非质子溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑
甲基吡咯烷酮，所述二胺单体与所述二酐单体的质量比为1:1.01
‑
1.14。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺酸溶液中含有5wt％
‑
15wt％的含氟聚合物，所述含氟聚合物包...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯慧林，郑金桔，高凤梅，
申请(专利权)人：昆山清通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：