Film PTFE métallisé haute performance: le processus de Pulvérisation magnétron roll - to - roll permet la haute fréquence 5G et les applications spatiales

I. Aperçu de l'entreprise

Advanced House (Shenzhen) Technology Co., Ltd a été fondée en 2016 dans le district de Baoan, Shenzhen, Province du Guangdong, est une entreprise nationale de haute technologie axée sur les matériaux de blindage, les matériaux isolants, les matériaux conducteurs de chaleur et le revêtement de métaux précieux. La société possède une marque déposée indépendante "Research Platinum", des sites de production doubles à Shenzhen et Dongguan, a passé la certification du système de gestion de la qualité ISO9001, les produits sont conformes aux normes relatives à l'aérospatiale GJB 773a et aux exigences environnementales ROHS.

Dans le domaine de la technologie de revêtement, la société a construit indépendamment la ligne de production de Pulvérisation magnétron et de placage à la vapeur sous vide, en utilisant le processus de production continue bobine à bobine, qui peut déposer une couche métallique en continu sur la surface du film polymère flexible. Les substrats applicables couvrent de nombreux matériaux flexibles tels que FEP, Pi, PET, LCP, PPS, Pen, PP, etc., et les métaux plaqués incluent l'or, l'argent, le cuivre, l'aluminium, l'étain, le nickel, le titane, le platine, etc. En s'appuyant sur la technologie avancée de dépôt physique en phase vapeur (PVD), la société a réalisé un contrôle précis à l'échelle nanométrique des films métalliques à la surface du substrat, avec des épaisseurs pouvant être contrôlées entre quelques nanomètres et quelques centaines de nanomètres, assurant une uniformité et une densification extrêmement élevées.

II. Film PTFE: matériau diélectrique idéal pour les signaux à haute fréquence

Le film de polytétrafluoroéthylène (PTFE) est l'une des principales orientations de produits de la société. Avec une permittivité diélectrique extrêmement faible et des pertes diélectriques extrêmement faibles, le PTFE est un substrat isolant irremplaçable pour la transmission de signaux haute fréquence:

• Constante diélectrique (10 GHz): stable à environ2.1, et la bande de fréquence de la fréquence de fonctionnement à l'onde millimétrique fluctue à peine avec la fréquence (dans la plage de fluctuation ± 0,05)
• Perte de média (10 GHz): aussi bas que0.0001
• Stabilité à large domaine de température: les propriétés électriques restent stables de - 200 ℃ à 260 ℃

Cette caractéristique « insensible à la fréquence, insensible à la température » confère au PTFE une position irremplaçable dans les scénarios haute fréquence et haute vitesse tels que les communications 5G / 6g, les radars à ondes millimétriques, les charges satellitaires, etc.

Iii. Les défis techniques de la métallisation des films PTFE

L'énergie de surface du PTFE est extrêmement faible (inférieure à 20 mn / M) et extrêmement inerte chimiquement, ce qui rend le film de PTFE non traité pratiquement incapable de former une liaison efficace avec n'importe quel métal. Non seulement l'immersion directe dans le placage humide traditionnel ne peut pas être métallisée, mais les liquides acides ou alcalins peuvent également détruire la structure de la couche superficielle du PTFE.

Pour réaliser la métallisation d'un film PTFE, il faut d'abord réaliser un traitement d'activation de la surface. Il existe principalement deux voies technologiques dans l’industrie:Procédé de traitement chimique du naphtalène sodiqueEffet significatif mais solution toxique, stockage difficile, seuil de sécurité extrêmement élevé;Méthode de traitement plasmaLa gravure physique et la modification chimique sont réalisées de manière synchrone par bombardment plasma de la surface de PTFE, sans produits chimiques toxiques, adapté à la production en série, est devenu la direction principale.

Iv. Processus de base: bobine à bobine magnétron pulvérisation revêtement

Technologie avancée dans le domaine de la métallisation de film de PTFE et de copolymère, utilisant la recherche indépendanteProcessus de Pulvérisation magnétron roll - to - roll, ouvre une toute nouvelle voie technologique qui distingue le placage par voie humide traditionnel:

• Activation du pré - traitement plasma: utiliser un plasma d'azote, d'argon ou d'oxygène pour bombarder la surface du PTFE, introduire des groupes polaires tels que - COOH, - Oh, augmenter l'énergie de surface de moins de 20 mn / M à plus de 40 mn / m.
• Dépôt par Pulvérisation magnétron: sur la surface du film Après activation, la couche de germe métallique est déposée par la technique de Pulvérisation magnétron, puis épaissie à l'épaisseur cible par un procédé de vaporisation sous vide ou de placage. La transition de contrainte est réalisée entre la couche métallique et le substrat par une conception de revêtement gradient, évitant efficacement le décollement de l'interface dû aux différences de modules.
• Renforcement de l'adhérence du placage: pour le problème de la grande différence entre le PTFE et le coefficient de dilatation thermique du métal, optimisez la conception de la structure de placage, introduisez une couche de transition entre le PTFE et la couche métallique fonctionnelle, améliorez considérablement la force de liaison de l'interface.

Ce processus contourne complètement le risque de destruction de la structure PTFE par le placage humide traditionnel, le placage est uniforme et a une forte adhérence, ce qui soutient l'approvisionnement à l'échelle.

V. produits de base: revêtement argenté FEP – la « forme évolutive» du PTFE

Le FEP (polyperfluoroéthylène propylène, également connu sous le nom de f46) est un copolymère de tétrafluoroéthylène et d'hexafluoropropylène qui possède des capacités de traitement thermoplastique sur la base de l'excellente inertie chimique du PTFE, de sa faible constante diélectrique (environ 2,1) et de sa stabilité dans un large domaine de température. Le FEP peut être extrudé, étiré, moulé, tandis que le PTFE ne peut être pressé que par frittage, une différence qui donne au FEP un avantage significatif dans la production à l'échelle.

Technologie avancéeFEP plaqué argent, avec un film de FEP (f46) comme substrat, une couche d'argent de haute pureté est déposée sur la surface par Pulvérisation magnétron sous vide ou par un procédé de vaporisation sous vide. Le matériau combine les excellentes propriétés diélectriques des plastiques fluorés, la résistance à la corrosion chimique avec la réflectivité élevée de l'argent métallique et la conductivité électrique élevée.

Spécifications du produit gamme personnalisée:

• Épaisseur du film: 00125mm à 0254mm, épaisseur conventionnelle comprenant 12,5µm, 25µm, 50µm, 125µm, 250µm
• Largeur régulière: 1220mm (peut être personnalisé)
• Épaisseur de couche d'argent: personnalisé selon les exigences optiques ou conductrices
• Couche de protection optionnelle: couche de protection en verre de quartz sio₂ (épaisseur de 1 à 5 μm pour les applications spatiales en orbite terrestre basse)
• Traitement optionnel: revêtement antioxydant, poinçonnage, gaufrage

Paramètres de performance de base:

• Constante diélectrique (1 MHz): environ 2,1
• Résistivité volumique: ≥ 10¹⁸Ω.cm
• Réflectivité infrarouge (8 - 14 μm): ≥ 98%
• Rapport d'absorption solaire: ≤ 0,08
• émissivité infrarouge: ≥ 0,80
• Rapport αs / ε: ≤ 0,10
• Température d'utilisation à long terme: - 85 ℃ à 200 ℃ (260 ℃ à court terme)
• Absorption d'eau: < 0,01%

Dans la bande d'onde millimétrique de 24 GHz à 77 GHz, la constante diélectrique du substrat FEP fluctue de seulement ± 0,02 et les pertes de signal sont extrêmement faibles, ce qui en fait le matériau préféré pour l'isolation de la plaque de cuivre à haute fréquence dans la bande d'onde millimétrique 5G.

Vi. Principaux domaines d'application

(i) contrôle thermique passif des engins spatiaux

Le revêtement argenté FEP a un rapport d'absorption solaire aussi bas que 0,08, une émissivité infrarouge aussi élevée que 0,80 et un rapport αs / ε ne dépassant pas 0,10. Cette combinaison de paramètres signifie que le matériau n'absorbe pratiquement pas la chaleur du rayonnement solaire dans l'environnement spatial, tout en rayonnant efficacement l'énergie thermique infrarouge vers l'extérieur, ce qui permet un contrôle passif de la température sans consommation d'énergie.

Le produit a été appliqué dans des programmes de contrôle thermique dans des environnements de différence de température extrême, tels que - 180 ℃ à 130 ℃ sur la surface de la lune. Chang'e - 6 et le cinquième satellite de navigation Beidou de nouvelle génération ont tous deux utilisé des matériaux de revêtement à haute performance à contrôle thermique tels que des miroirs de surface secondaires en argent recouverts d'un film conducteur f46. En réponse aux problèmes d'érosion de la couche d'argent par l'oxygène atomique en orbite terrestre basse, la société propose un programme de revêtement de protection en verre de quartz sio₂ qui prolonge efficacement la durée de vie en service en orbite.

(II) SUBSTRAT haute fréquence à ondes millimétriques 5g

Dans la bande de fréquences de 28 GHz, le taux de transmission mesuré de la plaque de cuivre recouverte de haute fréquence à base de FEP peut atteindre 20 Gbps, ce qui est beaucoup plus élevé que le schéma de substrat Pi traditionnel (environ 4 Gbps). Le film composite FEP représente environ 28,5% des substrats haute fréquence 5G dans le monde. Les produits sont largement utilisés dans les domaines de la couche isolante de plaque de cuivre recouverte de haute fréquence, de la couche réfléchissante d'antenne à ondes millimétriques, du substrat de carte de circuit imprimé flexible et du film de blindage électromagnétique haute fréquence.

(III) revêtement résistant à la corrosion chimique et semi - conducteur

Le film f46 peut résister à un mélange d'acide fluorhydrique à 49% et d'acide nitrique à 30% à 65 ° C pendant plus de 800 heures sans fuite. Les produits sont largement utilisés dans les cuves de réaction, les tuyaux, les revêtements de vannes, la couche de protection de réservoir résistante aux acides forts et aux alcalis forts, ainsi que dans les revêtements de cuve de nettoyage humide de semi - conducteur de moins de 14 nm et les revêtements de tuyaux de transport de produits chimiques de haute pureté.

(IV) Industrie militaire et Câbles spéciaux

Les produits sont conformes à la norme militaire GJB 773a pour les scénarios de câbles spéciaux tels que les câbles de forage de puits de pétrole, les conducteurs d'aviation, les fils de bobinage de moteur de plongée et d'autres, la plage de résistance à la température - 65 ℃ à 200 ℃.

Vii. Caractéristiques de traitement et avantages d'échelle

Le revêtement argenté FEP peut être traité en thermoplastique, soutenant le moulage par injection, l'extrusion, le moulage par soufflage et d'autres méthodes de moulage conventionnelles. Par rapport au revêtement argenté en PTFE (nécessitant un pressage fritté, difficile à traiter), ce produit est plus efficace dans la production, une meilleure précision de moulage et convient aux applications à grande échelle. Advanced House Technology utilise le processus de Pulvérisation magnétron bobine à bobine développé par ses soins pour obtenir une production de masse stable de revêtement argenté FEP de type ultra - mince (≤ 10 μm).

La société a la capacité d'approvisionnement en vrac, les produits ont été largement utilisés dans les domaines de l'espace domestique, des communications 5G, de la chimie et de l'industrie militaire. Avec la pureté de la résine f46 domestique dépassant 99,99% et l'amélioration continue du taux de domestication de l'équipement de production, la société continue d'augmenter sa capacité de production et d'aider à contrôler de manière autonome les matériaux clés.

Viii. Conclusion

Des pertes diélectriques extrêmement faibles du PTFE aux avantages du traitement thermoplastique du FEP, de l'activation par plasma à la Pulvérisation magnétron bobine à bobine - Advanced Academy (Shenzhen) Science and Technology Co., Ltd. Continue de travailler en profondeur dans le domaine de la métallisation de film plastique fluoré avec un processus de base innovant et autonome pour fournir des solutions de film métallisé haute performance pour les communications haute fréquence 5G, le contrôle thermique spatial, la protection chimique contre la corrosion et d'autres domaines de fabrication haut de gamme. Adhérant à la philosophie de service de l'ensemble du "Programme d'application des processus de matériaux", la société s'engage à promouvoir le processus de domestication des matériaux clés et à contribuer au développement de haute qualité de l'industrie manufacturière haut de gamme en Chine.

* Les données de cet article sont tirées des publications scientifiques et technologiques et des rapports de l'industrie de Advanced House à titre informatif seulement. Les paramètres du produit sont soumis aux spécifications réelles personnalisées.