CN211730339U - 一种5g网络高性能覆铜板用ptfe陶瓷薄膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，由中空结构的PTFE陶瓷坯料经过车削加工获得，薄膜厚度大于等于0.02毫米，小于等于0.50毫米；薄膜宽度大于等于1050毫米，小于等于1300毫米；PTFE陶瓷薄膜在10G～30GHz高频率下的介电常数在2.5到10.2之间；薄膜介质损耗角正切值在0.001～0.005之间。本实用新型具有稳定的介电性能，较低的介电损耗，极低的吸水率，与铜箔接近的CTE值，优异的尺寸稳定性，良好的铜箔抗剥离强度。本实用新型改善了热膨胀系数，可以消除铜断裂的风险，PTFE陶瓷薄膜的厚度及足够的宽度能满足5G通信对高频、高速覆铜板的加工要求。

Description

一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其是一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5G)的开发和普及，万物互联、自动驾驶、智能社会等改变人们生活方式的愿景正越来越近。5G通讯技术采用毫米波波段，而电磁波的波长越短，其绕射能力就越差，传播过程中电磁波的衰减也越大，这就造成信号在传播过程中抗干扰能力较差。因此5G通讯基站的铺设密度相较于4G基站要有一定数量的提升，以保障5G信号的强度和信号传输的稳定。同时5G通讯对覆铜板材料也提出了更为严格的要求，早在上世纪50年代就已经有部分美国企业将PTFE材料应用于高频覆铜板的生产，经过近60年的发展，PTFE基高频覆铜板的制造成型工艺也变得多样化，以满足不同领域不同客户的需求。PTFE/陶瓷微波复合介质基板材料由于具有优良的高频低损耗特性以及稳定的介电常数，一直被应用于军工、航天、航空等通信领域，上世纪90年代以来，随着民用射频通信技术的发展，PTFE也开始大量应用于基站天线、汽车雷达、各类射频器件等，其市场需求量逐年增长。

目前，国内市场主流的PTFE覆铜板一般都是不含填料的玻璃布增强PTFE覆铜板，PTFE/陶瓷填充的覆铜板分为有玻璃布增强和无玻璃布增强的覆铜板，因结构不同，其采用的成型工艺也有差别：(1)有玻璃布增强的PTFE/陶瓷材料是采用浸渍法在玻璃纤维布上涂覆含有陶瓷粉体的PTFE乳液，由于聚四氟乙烯乳液是一种表面极性非常低的聚合物，而陶瓷粉体的表面极性非常高，密度比乳液大，在浸渍过程中陶瓷粉体容易沉淀，需要添加分散剂、偶联剂等，因烧结过程中陶瓷粉体容易发生聚集，导致最终制得的PTFE/陶瓷布的电性能不均匀，不同位置的介电常数、热膨胀性的差异，会使压制的高频电路板无法正常使用；(2)、无玻璃布增强的PTFE/陶瓷材料是采用挤出压延方法制作成含陶瓷的填料材料，因为PTFE/陶瓷材料的加工难度大，所以要在无机陶瓷表面嫁接偶联剂，并在生产过程中添加其它助剂，即使这样该工艺无法制得较薄、尺寸较宽的产品，不能满足大批量生产的需要，因此实用性很低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有稳定的介电性能、较低介电损耗的5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜。

本实用新型的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，由含有纳米级陶瓷粉的PTFE中空坯料经过车削或旋切加工获得，PTFE陶瓷薄膜厚度大于等于0.02毫米，小于等于0.50毫米；PTFE陶瓷薄膜的宽度大于等于1050毫米，小于等于1300毫米。

作为本实用新型的优选技术方案，所述PTFE陶瓷薄膜在10G～30GHz高频率下的介电常数(εr)在2.5到10.2之间。

作为本实用新型的优选技术方案，所述PTFE陶瓷薄膜的介质损耗角正切值(tanδ)在0.001～0.005之间。

作为本实用新型的优选技术方案，PTFE中空坯料的直径为500毫米，所述PTFE陶瓷薄膜的宽度为1280毫米时。

作为本实用新型的优选技术方案，所述PTFE中空坯料为圆柱形结构，其轴心设有中心孔。

本实用新型的有益效果是：相对于现有技术，在本实用新型将具有相容性的纳米级陶瓷粉进行过筛，与过筛后的纯净级PTFE细粉通过高速混合机进行混合，得到PTFE陶瓷混合料；将该混合料经模压成型，烧结得到坯料，再将坯料经车削加工获得PTFE陶瓷薄膜。

本实用新型与现有传统浸渍法涂覆陶瓷粉体PTFE乳液的玻璃纤维布以及采用挤出压延法制作的含陶瓷PTFE填料膜相比，具有稳定的介电性能，较低的介电损耗，极低的吸水率，与铜箔接近的CTE值，优异的尺寸稳定性，良好的铜箔抗剥离强度。本实用新型改善了热膨胀系数，可以消除铜断裂的风险，PTFE陶瓷薄膜的厚度及足够的宽度能满足5G通信对高频、高速覆铜板的加工要求。

PTFE陶瓷薄膜厚度在0.02毫米到0.5毫米之间，厚度公差值小于0.5％；宽度在1050毫米至1300毫米之间；长度在1270至2000毫米之间；10～30GHz高频率下的介电常数(εr)在2.5到10.2之间，介质损耗角正切值(tanδ)在0.001～0.005之间，无源互调等性能指标得到较大提高。

附图说明

图1是本实用新型PTFE陶瓷中空坯料的结构示意图；

图2是本实用新型坯料经车削得到薄膜的结构示意图。

图中：1、PTFE坯料，2、中心孔，3、PTFE陶瓷薄膜。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1和图2所示，一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，由含有纳米级陶瓷粉的PTFE坯料1经过车削或旋切加工获得，所述PTFE坯料1为中空的圆柱形结构，PTFE坯料1的轴心设有中心孔2；经过车削或旋切加工得到的PTFE陶瓷薄膜3的厚度大于等于0.02毫米，小于等于0.50毫米；PTFE陶瓷薄膜3的宽度大于等于1050毫米，小于等于1300毫米。

本实施例中，所述PTFE陶瓷薄膜3在10～30GHz高频率下的介电常数(εr)在2.5到10.2之间；所述PTFE陶瓷薄膜的介质损耗角正切值(tanδ)在0.001～0.005之间；PTFE坯料1的直径为500毫米，PTFE陶瓷薄膜3的宽度为1280毫米时，PTFE陶瓷薄膜3的厚度大于等于0.05毫米，小于等于0.20毫米。

一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜的加工方法，包括以下步骤：

(1)原料过筛：将纳米级陶瓷粉通过150目的振动筛进行过筛，与经过60目振动筛过筛后的纯净级PTFE细粉混合，然后通过高速混合机进行捣碎、混合、搅拌，再采用60目的振动筛进行过筛，得到PTFE陶瓷混合料；

(2)毛坯制作：将上述PTFE陶瓷混合料通过模压法制成中空的圆柱形毛坯，毛坯脱模后放在23～25℃的环境中恒温存放20小时至24小时，消除毛坯的内应力；

(3)毛坯烧结：将步骤(2)得到的毛坯放置于全自动旋转式四氟烧结炉中，按设定程序进行烧结，烧结时间控制在72～168小时，冷却后得到坯料；

(4)车削或旋切：将步骤(3)所得的坯料放入100℃至120℃的烘箱中进行预热，保持温度5小时至6小时，使坯料的内、外温度一致后，在坯料的中心孔中压入或拉入外表面设有梯形齿的专用芯棒，用起重机械安装到高精度数控车床或旋切机上，采用硬质合金刀按设定薄膜的厚度对坯料进行车削或旋切，得到PTFE陶瓷薄膜半成品；

(5)薄膜检测：将步骤(4)所得到的PTFE陶瓷薄膜半成品进行检验和测量，剔除不良品；

(6)裁切薄膜：将步骤(5)满足厚度和宽度检测要求的PTFE陶瓷薄膜安装到专用数控横切机上，裁切成规定长度和宽度的PTFE陶瓷薄膜成品。

本实施例中，所述步骤(1)纳米级陶瓷粉的添加量占总重量的百分比为2％～20％；步骤(2)毛坯的最大直径由所要切削得到的薄膜宽度决定，当薄膜宽度为1280毫米时，毛坯的最大直径为500毫米。所述步骤(4)车削或旋切获得的薄膜厚度大于等于0.02毫米，小于等于0.50毫米；薄膜的宽度大于等于1050毫米，小于等于1300毫米；步骤(5)得到的PTFE陶瓷薄膜在10G～30GHz高频率下的介电常数(εr)在2.5到10.2之间；所述PTFE陶瓷薄膜的介质损耗角正切值(tanδ)在0.001～0.005之间，无源互调等性能指标得到较大提高。

本实用新型克服了现有传统技术的缺陷，直接在PTFE细粉中加入纳米级陶瓷粉，经过捣碎、混合、搅拌、过筛，压制成毛坯，再经烧结、车削、裁切加工获得PTFE陶瓷薄膜。本实用新型具有稳定的介电性能，较低的介电损耗；极低的吸水率；与铜箔接近的CTE值；优异的板材尺寸稳定性；良好的铜箔抗剥离强度；并且改善了材料的热膨胀系数，可以消除铜断裂的风险；本实用新型PTFE陶瓷薄膜的厚度和足够的宽度能满足5G通信对高频、高速覆铜板的加工要求。

上述实施例仅限于说明本实用新型的构思和技术特征，其目的在于让本领域的技术人员了解实用新型的技术方案和实施方式，并不能据此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型技术方案所作的等同替换或等效变化，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，其特征是：所述PTFE陶瓷薄膜由含有纳米级陶瓷粉的PTFE中空坯料经过车削或旋切加工获得，PTFE陶瓷薄膜厚度大于等于0.02毫米，小于等于0.50毫米；PTFE陶瓷薄膜的宽度大于等于1050毫米，小于等于1300毫米。

2.根据权利要求1所述的5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，其特征是：所述PTFE陶瓷薄膜在10G～30GHz高频率下的介电常数εr在2.5到10.2之间。

3.根据权利要求1所述的5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，其特征是：所述PTFE陶瓷薄膜的介质损耗角正切值tanδ在0.001～0.005之间。

4.根据权利要求1所述的5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，其特征是：所述PTFE中空坯料的直径为500毫米，所述PTFE陶瓷薄膜的宽度为1280毫米时。

5.根据权利要求1所述的5G网络高性能覆铜板用PTFE陶瓷薄膜，其特征是：所述PTFE中空坯料为圆柱形结构，其轴心设有中心孔。

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