CN113427880A - Lcp薄膜热处理工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于技术领域LCP薄膜生产工艺，具体涉及一种LCP薄膜热处理工艺及其应用。所述LCP薄膜热处理工艺，其包括如下步骤：热辊定型处理和烘箱定型处理两步。本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优势：首先对初生膜进行了定型处理，使其热膨胀系数在金属箔的诱导下尽量保持一致，以便覆铜板后热膨胀系数可以保持近似，保证日常使用中覆铜板的平整不翘曲，并且通过辊压满足厚度公差的要求，然后再通过氮气保护的烘箱将薄膜内部分子链段稳定下来，也就是厚度公差、热膨胀系数和介电常数的性能得以固定。
Description
技术领域
本发明属于技术领域LCP薄膜生产工艺，具体涉及一种LCP薄膜热处理工艺及其应用。
背景技术
LCP(液晶高分子)，也叫液晶聚合物，指在一定条件下能以液晶相存在的高分子化合物，其特点是分子具有较高的分子量又具有取向有序。能够形成液晶的物质通常在分子结构中具有刚性部分，称为致晶单元。液晶包括刚性和柔性两部分，刚性部分一般呈近似棒状或碟状，刚性部分被柔性分子链连接组成液晶分子。其结构特征决定了LCP极易在较低的剪切应力下沿应力方向取向而形成纤维状结构，刚性部分同向纤维结构了保证了其耐热性和优秀的力学性能。但另一方面，其取向组织对塑性加工成膜极为不利，如后续加工的受力方向与取向成一夹角，则膜极易开裂，也就是无法正常使用。
美国专利号4,358,330尝试通过在挤出薄膜期间旋转整个模具来在挤出薄膜的壁中实现平衡的交叉叠层结构。
美国专利4,496,413描述了一种制备封闭的交叉合股聚合物薄膜的方法和设备，该方法和设备包括将聚合物熔体挤出通过管状旋转模头。据说模头的单个构件的旋转在挤出过程中在横向方向上赋予聚合物分子取向。
上述方法制备的薄膜虽然解决了膜开裂的问题，但存在膜厚波动偏差，并且由于生成过程中温度的变化导致生成出来的膜在后续加工及应用时膜的热膨胀系数、电气性能等出现较大波动和各向异性，另外由于液晶高分子的本身的取向性极易结晶，一旦结晶膜的韧性也随之严重下降，从而影响使用性，因此生成出的初生膜需要进行热处理使其性能稳定，才能符合5G通讯设备中覆铜板所需薄膜的使用要求。
发明内容
本发明提供了一种LCP薄膜热处理工艺，用以解决目前LCP初生膜性能不稳定，加工性能不理想的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述LCP薄膜热处理工艺，其包括如下步骤：
S1热辊定型处理：通过收卷机构将上缓冲膜、上金属箔、初生膜、下金属箔和下缓冲膜按从上到下贴合为多层膜，所述多层膜经过至少一组热辊之间加热并挤压，最后再将上缓冲膜、上金属箔、下金属箔和下缓冲膜从初生膜上剥离；
S2烘箱定型处理：S1中热辊定型剥离其他层的初生膜匀速通过氮气保护的烘箱，并通过收卷机构收卷处理后的薄膜。
可选地，S1中所述金属箔为铜箔或者铝箔，厚度为30-60mm。
可选地，S1中所述上缓冲膜和下缓冲膜的材质为PI(聚酰亚胺)薄膜，厚度为80-120mm。
可选地，S1中经过3组热辊加热挤压，所述热辊的表面温度为280-320℃。
可选地，所述热辊为电磁加热辊，并且热辊轴芯通冷却水。
可选地，S2中烘箱长度为20-40m。
可选地，S2中烘箱温度控制在260-340℃，热辊定型剥离其他层的初生膜通过烘箱的速度为2-12m/min。
可选地，所述初生膜是LCP原料经挤出机挤出并通过吹膜获得的。
可选地，S1中热辊定型处理在氮气保护环境下进行。
本发明还提供了上述LCP薄膜热处理工艺的一种应用，具体为一种软性铜箔基材(FCCL)，其从上到下依此包括覆盖膜、胶黏剂和金属导体箔，所述覆盖膜是通过上述LCP薄膜热处理工艺处理后的LCP薄膜。
本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优势：首先对初生膜进行了定型处理，使其热膨胀系数在金属箔的诱导下尽量保持一致，以便覆铜板后热膨胀系数可以保持近似，保证日常使用中覆铜板的平整不翘曲，并且通过辊压满足厚度公差的要求，然后再通过氮气保护的烘箱将薄膜内部分子链段稳定下来，也就是厚度公差、热膨胀系数和介电常数的性能得以固定。
附图说明
图1是本发明所述热辊定型处理工艺过程一具体实施方式的示意图。
图中所示：
11-上缓冲膜、12-上金属箔、13-初生膜、14-下金属箔、15-下缓冲膜、16-多层膜、20-热辊。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合实施例阐述所述LCP薄膜热处理工艺，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例中所用原料和试剂除特殊说明外均为市售商品，采用的生成工艺和设备除特殊说明外均为常规技术。
实施例1
S0成膜：
成膜原料包括如下组分：
上述各组分首先在三螺杆挤出机中熔融挤出，挤出的工艺条件和过程均采用现有技术，然后通过旋转模头打破LCP熔体取向规整性，形成编织结构，最后吹膜获得初生膜。
S1热辊定型处理：如图1所示，将上缓冲膜11、上金属箔12、初生膜13、下金属箔14和下缓冲膜15按从上到下贴合为多层膜16，其中金属箔为铜箔或铝箔，具体的如果后面用于覆铜则最好采用铜箔，如果后面用于覆铝则最好采用铝箔，初生膜本身的热膨胀系数不稳定不均衡，通过覆金属箔热处理构成中被金属导向从而其热膨胀系数可趋近于金属的热膨胀系数，这样在后续生成和使用过程中，两层就不会因热膨胀系数差别大导致变形，金属箔的厚度为50mm；
其中上缓冲膜和下缓冲膜的材质为PI薄膜，PI的耐高温性能优良，设置在金属箔和热辊之间可以有效缓冲，防止热辊的挤压破坏金属箔层及中心LCP膜层，厚度为100mm；
由于LCP膜本身极易结晶，一旦结晶则材料韧性急速下降，因此需要尽量避免在热处理过程中LCP膜的结晶，主要是热辊定型处理在氮气保护环境下进行，隔绝氧可有效避免结晶，另外温度需避免大的波动，因此采用可精确定温的电磁加热辊，并且为了使热辊表面温度均匀，则热辊20轴芯通冷却水，这样即可避免温度变化导致的LCP膜的结晶变化，并且可以保证挤压后的厚度均匀且性能一致，热辊的表面温度需控制在280-320℃；
所述多层膜16经过上下对应设置的三组热辊之间，在此过程中被加热并挤压，最后再将上缓冲膜、上金属箔、下金属箔和下缓冲膜从初生膜上剥离；
S2烘箱定型处理：S1中热辊定型剥离其他层后卷收的膜匀速通过氮气保护的烘箱，烘箱长度为35m，烘箱温度控制在260-340℃，通过收卷机构收卷处理后的薄膜，收卷机构的收卷速度为10m/min。
实施例2
一种软性铜箔基材(FCCL)，其从上到下依此包括覆盖膜、胶黏剂和金属导体箔，所述覆盖膜是实施例1制备的LCP薄膜，金属导体箔为铜箔，覆铜板的生成工艺采用现有技术即可。
对比例1
与实施例1的区别在于，仅通过S1的热辊定型处理，并且未做氮气保护。
对比例2
与实施例1的区别在于，仅通过S2的烘箱定型处理，并且未做氮气保护。
实施例3性能测试
对本发明制备的初生膜、实施例1、对比例1和2制备的薄膜(标称厚度50μm)，按照GB/T 13542.2-2009的要求进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
通过表1可以发现初生膜和对比例1的热膨胀系数和金属箔相差比较大，后期容易引起变形，而经过了热辊定型处理后，这一问题得到了解决。另外经过了热辊定型处理和烘箱定型处理，薄膜的纵向和横向拉伸模量得到显著提升，也就是韧性更好，更利于后续加工和使用。最后实施例1和对比例1的厚度公差明显优于另外两个例子，说明烘箱定型处理对于这一薄膜这一指标至关重要。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1热辊定型处理：通过收卷机构将上缓冲膜、上金属箔、初生膜、下金属箔和下缓冲膜按从上到下贴合为多层膜，所述多层膜经过至少一组热辊之间加热并挤压，最后再将上缓冲膜、上金属箔、下金属箔和下缓冲膜从初生膜上剥离；
S2烘箱定型处理：S1中热辊定型剥离其他层的初生膜匀速通过氮气保护的烘箱，并通过收卷机构收卷处理后的薄膜。
2.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，S1中所述金属箔为铜箔或者铝箔，厚度为30-60mm。
3.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，S1中所述上缓冲膜和下缓冲膜的材质为PI薄膜，厚度为80-120mm。
4.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，S1中经过3组热辊加热挤压，所述热辊的表面温度为280-320℃。
5.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，所述热辊为电磁加热辊，并且热辊轴芯通冷却水。
6.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，S2中烘箱长度为20-40m。
7.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，S2中烘箱温度控制在260-340℃，热辊定型剥离其他层的初生膜通过烘箱的速度为2-12m/min。
8.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，所述初生膜是LCP原料经挤出机挤出并通过吹膜获得的。
9.根据权利要求1所述LCP薄膜热处理工艺，其特征在于，S1中热辊定型处理在氮气保护环境下进行。
10.一种软性铜箔基材，其从上到下依此包括覆盖膜、胶黏剂和金属导体箔，其特征在于，所述覆盖膜是通过权利要求1-9任一所述LCP薄膜热处理工艺处理后的LCP薄膜。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210924 |
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