液晶高分子（Liquid Cystal Polymer:LCP）為典型芳香族高分子材料，依耐熱性高低大略分為三個(gè)類型，如圖一所示。具有剛直棒狀之分子結(jié)構(gòu)與列向性為其材料特征，因此LCP具有優(yōu)異的耐熱及機(jī)械特性，被廣泛應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品、航太、軍用及汽車等產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)LCP應(yīng)用蓬勃發(fā)展，在許多高值化及高端應(yīng)用領(lǐng)域可看到。 LCP的相關(guān)產(chǎn)品，其中又以LCP薄膜發(fā)展最受矚目。因其具有低吸濕、低介電常數(shù)及低介電損耗的特性，且隨著5G高速傳輸?shù)臅r(shí)代來(lái)臨，目前應(yīng)用于手持行動(dòng)通訊軟性銅箔基板（FCCL）的PI膜將不敷使用。

市場(chǎng)趨勢(shì)

目前全球LCP產(chǎn)能約為4.14萬(wàn)噸，供應(yīng)商集中在美、日兩國(guó),美國(guó)產(chǎn)能約1.7萬(wàn)噸，主要大廠是泰科納（Ticona），該公司在并購(gòu)杜邦（DuPont）LCP廠后，目前年產(chǎn)能在2.2萬(wàn)噸，日本較具規(guī)模的公司為寶理（Polyplastics）及住友化學(xué)（Sumitomo），年產(chǎn)能分別為1萬(wàn)噸與9,200噸。目前寶理在位于富士的工廠有新廠擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，該廠在2012年投產(chǎn)5,000噸的LCP產(chǎn)能。而住友化學(xué)是從美國(guó)Carborundum 公司引進(jìn)技術(shù)，保有精密零組件市場(chǎng)。根據(jù)日本富士總研指出，目前LCP樹(shù)脂全球預(yù)估到2020年全球LCP樹(shù)脂產(chǎn)量約達(dá)3.5~4萬(wàn)噸，主要應(yīng)用在電子與通訊產(chǎn)業(yè)，在未來(lái)5G的高頻傳輸需求下，LCP材料有望取代目前普遍使用的PI材料，LCP市場(chǎng)將出現(xiàn)供不應(yīng)求的窘境。

液晶高分子(LCP)膜材應(yīng)用

LCP膜材的多樣應(yīng)用性與日俱增。隨著高頻通訊傳輸時(shí)代的來(lái)臨，預(yù)估2018年全球智能手機(jī)出貨量將超過(guò)15億支，平板電腦出貨量將超過(guò)3億臺(tái)，一支智慧型手機(jī)約使用8~12片軟板，預(yù)估2020年后全球市場(chǎng)年增長(zhǎng)率將年增10%，且需求量逐年增加。一般Connetor射出用線性LCP，因其無(wú)糾纏至剛直棒狀的高分子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)極低的熔融黏度及近似牛頓流體型之熔融流變行為，不易進(jìn)行高熔融強(qiáng)度需求之押出成膜或吹膜等加工成型制程。因此，借助分子設(shè)計(jì)之LCP膜材料，以順利進(jìn)行押膜等成型加工制程，研制高性能LCP膜材料，已成為全球各LCP Maker眾所努力之研發(fā)目標(biāo)。此高性能LCP膜材料之潛在應(yīng)用領(lǐng)域如下：1LCP用基材；2TBGA及CSP用Interposer；高密度構(gòu)裝用多層基板；4高頻基板；5IC Packaging用絕緣Film/Tape；Bear Chip及CSP貼合主機(jī)板用接著Tape；7TAB用Carrier Film及Adhesive Film。

LCP在吸水率、阻氣特性、介電常數(shù)及尺寸穩(wěn)定性皆凌駕目前所使用之PI構(gòu)裝材料,可因應(yīng)次世代電子構(gòu)裝材料及高性能工程塑膠基材之需求。LCP具有比PI膜材料更低之吸水率、介電常數(shù)、損失系數(shù)、熱膨脹系數(shù)（CTE）及較優(yōu)之尺寸穩(wěn)定性、阻氣性及熱傳導(dǎo)率，且具有可回收再利用之熱可塑材料特性，可直接進(jìn)行熱帖合銅箔，而不需要Epoxy背膠。而LCP材料合成所需之關(guān)鍵單體原料，如p-HBA、BP及TPA等，國(guó)內(nèi)皆有生產(chǎn)，因此更具有低原料成本的優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)力，預(yù)期應(yīng)用到次世代電子構(gòu)裝材料之潛力無(wú)窮。

液晶高分子（LCP）薄膜加工技術(shù)目前發(fā)展情形

LCP材料具有高分子排列順向性，于加工制膜后LCP分子流動(dòng)特性受加工制程影響，且對(duì)薄膜機(jī)械性質(zhì)之影響。最早投入LCP制作開(kāi)發(fā)的Superex(Foster-Miller)公司，借由旋轉(zhuǎn)模頭調(diào)控不同方向剪切應(yīng)力，以調(diào)控分子排列順向性，如圖六所示；日商Kuraray則透過(guò)吹膜制程中的吹脹制程，進(jìn)一步調(diào)控MD/TD方向的薄膜特性；Primatec(Japan Gore-Tex)則提及可透過(guò)雙軸延伸二次加工方式來(lái)增加TD方向分子排列特性等。

國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)與工研院于高分子（LCP）材料之能量

目前全球LCP樹(shù)脂供應(yīng)商約超過(guò)10家，但不同于樹(shù)脂，LCP膜加工技術(shù)制程門(mén)檻高，現(xiàn)今市場(chǎng)上公開(kāi)具備或銷售LCP之制程技術(shù)、專利或產(chǎn)品的公司，主要有美國(guó)Superex、日本Kuraray、日本Primatec、日本Sumitomo。以日本Kuraray占高頻軟板應(yīng)用市場(chǎng)大宗（全球市占率>90%），Kuraray生產(chǎn)的LCP膜商品，厚度范圍為25~175μm。在2016年的Film Tech OSAKA展會(huì)中，日本千代田公司發(fā)表膜厚為25μm的LCP薄膜，熔點(diǎn)約為317℃，Dk =2.81，Df =0.001，

Polyplastics公司在此展會(huì)中也發(fā)表了低介電的LCP材料，主要強(qiáng)調(diào)與玻纖形成復(fù)材后可維持低介電的特性，測(cè)試頻率為10GHz TD方向時(shí)，RSL11123 LCP的產(chǎn)品的Dk =2.8/ Df =0.002,且耐熱溫度達(dá)230℃；RSL10986 LCP的產(chǎn)品的Dk =2.9/ Df =0.005, 且耐熱溫度達(dá)230℃；并展示了目前LCP/GF復(fù)材以用于iPhone 6手機(jī)部件，未來(lái)到了5G時(shí)代，LCP材料應(yīng)會(huì)有更多通訊產(chǎn)品上的應(yīng)用。

工研院材化所研究團(tuán)隊(duì)對(duì)于LCP材料之聚合制程、熱性質(zhì)、黏彈性、精密制膜加工薄膜性質(zhì)評(píng)估等進(jìn)行整合。透過(guò)耐溫的液晶高分子構(gòu)型及分子機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用乙醯化及熔融聚合等制程，可以有效提升材料分子量及黏度，由原材端分子設(shè)計(jì)調(diào)控LCP材料，達(dá)到兼顧高耐熱、高韌性、高熔融強(qiáng)度及干擾LCP高度方向排列性（Isotropic）,有利于增進(jìn)LCP制膜加工視窗。將市售商品Kuraray CTF-50,TZ-50與自制LCP膜之電氣性質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)估，從表三的數(shù)據(jù)分析可知，自制LCP薄膜具有優(yōu)異的介電特性，Df =0.0014，應(yīng)具有較高的高頻訊號(hào)傳輸特性。進(jìn)一步將自制LCP薄膜進(jìn)行銅箔壓合制程，LCP膜透過(guò)表面電漿處理并進(jìn)行壓合參數(shù)設(shè)定，在壓合溫度低于300℃、壓合壓力40Kgf/cm2 、壓合時(shí)間為55分鐘的條件下，壓合后接著強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表四，自制LCP Film具有高接著強(qiáng)度，Peel Strength (lb/in)大于22以上，推測(cè)可與更低Roughness壓合銅貼合，利于5G高頻傳輸?shù)膽?yīng)用。

結(jié)論及建議

LCP薄膜為搞經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)低吸濕、高頻下低介電常數(shù)與低耗散因子之軟性無(wú)接著劑LCP基板材料，可應(yīng)用于ICT可攜式高頻基板，例如高速資料通路、高頻和高速的應(yīng)用（Wireless LAN、ITS(ETC Atennas、Millimeter Wave for ASV)、LCD或PDF的驅(qū)動(dòng)器、IC封裝（TBGA）以及多層板等。目前此材料仍需仰賴國(guó)外進(jìn)口，但國(guó)內(nèi)的軟板產(chǎn)業(yè)已很成熟，再加上深耕兩岸完整的分工體系，僅需加緊腳步開(kāi)發(fā)、即可快速建立國(guó)內(nèi)軟板技術(shù)，提升我國(guó)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。伴隨目前電子通訊產(chǎn)品、無(wú)線系統(tǒng)的發(fā)展，LCP薄膜需求量日益增長(zhǎng)。近年來(lái)工研院投入LCP分子結(jié)構(gòu)聚合設(shè)計(jì)技術(shù)、薄膜微結(jié)構(gòu)解析與精密流變以及薄膜加工等研究，除了善用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)之LCP聚合關(guān)鍵單體，降低生產(chǎn)成本與串聯(lián)國(guó)內(nèi)廠商，為避免受限國(guó)外文獻(xiàn)與專利之薄膜制程技術(shù)，致力于建立自主LCP膜材配方、薄膜加工設(shè)備設(shè)計(jì)及建立流變平臺(tái)，更有限連接原料聚合設(shè)計(jì)端與產(chǎn)品加工應(yīng)用端，未來(lái)也可協(xié)助國(guó)內(nèi)相關(guān)業(yè)者進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，縮短研發(fā)時(shí)程、大幅提升產(chǎn)業(yè)之競(jìng)爭(zhēng)力。

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