[发明专利]一种适用于高频高速的LCP复合膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于高频高速的LCP复合膜及其制备方法。复合膜由上至下依次包括TLCP层、TLCP‑塑料复合层、基层。方法：一、制备TLCP单层膜；二、制备TLCP‑塑料复合层；三、制备基层，得到适用于高频高速的LCP复合膜。该复合膜具有低的介电常数和介电损耗，大大降低了高频高速信号传输损耗，具有广阔的5G应用市场空间。

技术领域

本发明涉及一种适用于高频高速的LCP复合膜及其制备方法。

背景技术

随着5G时代的到来，光电、航天、国防及移动通讯对高频高速传输提出了更高的要求，对应用端手机、基站、物联网、汽车等硬件载体的材料以及化工新材料也提出了更严格的要求。天线作为无线通信不可缺少的基础一环，在5G高频、高速与小型化的趋势下，天线技术对材料的要求更加苛刻，一方面需要满足毫米波对于天线材料的特殊要求，同时还需要极大程度地缩减天线所占空间。目前主流的天线基材主要是聚酰亚胺(Polyimide，PI)，但是由于PI基材的介电常数和损耗因子较大、吸湿性较大、可靠性较差，导致高频传输损耗严重、结构特性较差，难以适应5G高频、高速信号传输的需求。改性聚酰亚胺(Modified PI，MPI)能在15GHz以下的频率范围内能够满足应用需求，但伴随更高频率的毫米波段的逐步应用，MPI的传输亦将受到限制，在多层板设计方面的不足将逐步凸显。

液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)是上世纪80年代初期发展起来的一种新型高性能特种工程塑料，属于全芳香族聚酯。其在一定条件下能以液晶相形式存在，分子具有高分子量和自发取向的特征，使得LCP显现出优异的性能，如高强度、高模量、低传输损耗、低吸湿性、高可弯折性，并有良好的加工流动性等优异性能，是一种极具应用潜质的高新材料。热塑性液晶聚合物(Thermoplastic Liquid Crystal Polymer，TLCP)薄膜具有优良的耐热性、低的吸湿性以及低的介电常数和介电损耗，可作为印制电路中的绝缘材料。专利文献CN111497173A制备出的液晶聚合物薄膜在10GHz频率下的相对介电常数在2.61-3.01之间；专利文献CN103917582B报道了经热处理后的热塑性液晶聚合物薄膜在测试温度为-100℃-100℃范围、湿度为25℃50％RH和85℃85％RH以及频率为1-100GHz的条件下的相对介电常数和介电损耗的变化范围分别在2.6-3.5和0.001-0.01左右；专利文献CN110978576A所述液晶聚合物薄膜的在10GHz频率下介电常数为2.9-3.1左右，介电损耗在0.0012左右，应用该薄膜制备得到的FPC的介电常数和介电损耗分别为2.9和0.006左右；专利文献CN104220236A报道的热塑性液晶聚合物薄膜在15GHz下的MD方向和TD方向的介电常数均在3.22左右。因此，LCP材料有望大规模替代PI基材而成为未来适用于高频高速的主流天线基材。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较低介电常数和介电损耗的、适用于高频高速的LCP复合膜及其制备方法。

一种适用于高频高速的LCP复合膜，它由上至下依次包括TLCP层、TLCP-塑料复合层、基层；

所述TLCP层中包含TLCP和聚四氟乙烯，且聚四氟乙烯的质量分数为15～30％，余量为TLCP；

所述TLCP-塑料复合层中包含TLCP纤维、PET和聚四氟乙烯，且TLCP纤维的质量分数为10～20％，PET的质量分数为20～30％，余量为聚四氟乙烯。

一种适用于高频高速的LCP复合膜的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：

一、制备TLCP单层膜：①将TLCP和聚四氟乙烯颗粒加入双螺杆挤出机中，在温度为280～300℃下熔融混炼，得到TLCP层混合料；②将TLCP层混合料挤出吹塑后，冷却至20～25℃，制备出两块TLCP单层膜，一块在步骤二中使用，一块在步骤四中使用；