液晶聚合物(LCP)薄膜
LCP薄膜性能
LCP薄膜具有良好的撓曲性、多層結構設計和介電性能,可滿足電子產品小型化的趨勢要求,是高頻撓性覆銅板的理想基材。但LCP材料因其縱橫向取向性差異極大、加工工藝不易控制、易于原纖維化等技術瓶頸,致使LCP薄膜加工技術門檻極高,商業化加工產品少。
信號傳輸的載體是天線,提供了信息交互的通道。為了實現更高的傳輸速度,對天線的信號收發能力提出了更高的要求,天線性能是決定通信質量的重要因素,傳統 PI 材質天線在高頻傳輸中易受到嚴重損耗,而液晶聚合物材料可以有效降低此類損耗。液晶高分子聚合物(LCP)是一種適用于高頻段的芳香族熱塑性聚酯類新型高分子材料, 具有良好的熱穩定性、耐輻射與腐蝕性、電絕緣性。
加工方式
1.溶液流延法
溶液流延法采用的LCP原材料并非市面上常見的熱致型LCP,而是經特殊單體聚合而成的溶致型LCP,該種LCP原材料可溶解于DMF、DMSO、NMP等強極性溶劑中。
生產流程
溶液流延法的優點是加工設備相對簡單和成熟,縱橫向取向度容易控制。
但其加工出來的LCP薄膜也具有非常明顯的缺陷:溶致型LCP材料溶解后的固含量低,最高僅8~10%,使用溶劑量大,溶劑沸點高,污染嚴重;耐熱性較差;可溶性LCP原材料供應來源有限等。
2.雙向拉伸法
對LCP的雙向拉伸需在熔融狀態下進行,因此需要使用支撐膜以保證LCP發生熔融后的強度,而PTFE(聚四氟乙烯)本身可進行雙向拉伸,可帶動LCP分子進行同步取向
。
生產流程
采用特殊的雙向拉伸法制造的LCP薄膜,具有縱橫向匹配性好、厚度公差好的優點,可生產較厚的LCP薄膜(厚度可達0.2 mm)。但該生產工藝對設備要求最高,加工工藝復雜,投資較大,PTFE材料價格昂貴。目前僅有日本村田和Gore公司實現了該種生產工藝的產業化,具有極高的技術門檻,對后進入者有很高的投資風險。
3.吹膜法
吹膜法是目前最成熟、已商業化的LCP薄膜生產工藝,能有效打破分子鏈的各向異性。
生產流程
吹膜法是唯一經過系統研究的加工方法,其設備投資相對較小,技術成熟度最高。目前可樂麗采用吹膜法制造LCP薄膜,產品應用成熟,市場認可度最高。但吹膜法無法生產較厚的LCP薄膜,厚度均勻性較差,同時吹膜法得到的LCP薄膜必須經過離熱處理,延長了生產路線,增加了加工難度。目前國內暫沒有合格的工業級產品面市。
應用領域
在5G領域手機端,LCP憑借低且穩定的傳輸損耗、可彎折性、尺寸穩定性及低吸水率,是技術方面最符合天線要求的材料。
以蘋果公司為例,iPhone8首次引入LCP軟板的天線方案,2018年的三款機型仍繼續采用LCP天線方案,分別使用3/3/2個LCP天線。這是蘋果公司在為5G時代進行提前布局。
隨著我國在5G產業的大力發展和電子產品產業鏈的完整性,對LCP薄膜的需求和用量必將與日劇增,應用前景廣闊。我國近年來在LCP薄膜上進行大量的研究工作,從LCP膜級樹脂到成膜工藝均取得了長足的進步,但與國外還有極大差距。國內研究者應更注重基礎研究和加工設備研究相結合,早日實現LCP薄膜產品的技術突破。
同時LCP薄膜還可用于耳機振動膜、高阻隔 包裝膜、汽車雷達和物聯網等領域。
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