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LCP和PI薄膜性能對比,到底誰是5G行業真正的寵兒?

2022-11-15 來源:搜圖網

 功 能 高 分 子 及 助 劑 

提供與功能高分子及功能助劑相關原材料、改性技術、應用市場的信息。

其中,長期存在爭議和討論價值的當屬LCP薄膜和PI/MPI薄膜的應用和國產化問題。

FCCL絕緣基膜在傳統上常用PI膜和PET膜來制作,以及部分PEN膜也有小范圍應用。但這也帶來了一定問題。

首先PET膜和PEN膜由于耐熱能力,在手機性能逐漸提升的當下,其競爭優勢正在逐漸消退,而PI膜的吸濕性太強,在高溫時水汽蒸發會造成銅箔氧化以及剝離強度降低等問題。這就導致在高溫條件下FPC的可靠性大幅降低。

而LCP材料的誕生在一定程度上解決了這一問題。相比于PI膜,LCP的吸水率非常低,同時能保持良好的低熱膨脹系數、低介電常數和高尺寸穩定性。

今天我們就從LCP和PI膜的幾大性能入手,全面對比它們在未來5G時代所具有的潛力和競爭力。

01

介電性能

要知道,對于天線等電子元器件來說,介電性能——即介電常數和介電損耗是最為關鍵的兩大指標。

在這一方面,LCP的介電性能要遠超PI,具體可從下方的圖表直觀感受:

圖1 LCP和PI薄膜介電性能對比

可見,在1-25GHz下,LCP的介電常數和介電損耗性能都能保持在一個相對平穩且較低的狀態,雖然目前也有大量MPI(改性PI)膜的技術工藝存在,但LCP仍然有著天然的優勢。

這得益于LCP特殊的分子結構,使其能夠在瘋子排了上介于液體和晶體之間,呈一位或二位的遠程有序。雖然其分子排列在位置上顯示無序性,但在分子去向上仍有一定的有序性,表現出良好的各向異性,這是其介電性能的主要優勢來源。

更為重要的是,在圖1右側圖表中可以明顯發現,PI膜在高頻段的介電損耗非常嚴重。這也是當下研發MPI的主要動因之一,就是為了讓PI材料能夠在高頻段的通訊設備中同樣能夠發揮作用。

但隨著5G時代的來臨,無論是基站還是其他終端設備,通訊頻率越來越高已經成為大勢所趨,而LCP在這方面同樣具有得天獨厚的優勢。

圖2 國外某品牌LCP薄膜相關參數

02

拉伸強度

LCP雖好,但仍然有許多痛點難點問題,目前還沒有非常良好的解決方案,拉伸強度就是其中之一。

薄膜化不僅能夠帶來性能方面的提升,對于類似智能手機、手表等便攜小型化設備來說更為重要。

但通過對比可以發現,PI材料的拉伸強度要遠超LCP,伸長率更是能達到后者的3-8倍左右。這就意味著:PI制膜無論是在成本還是在難度上,都要比LCP小得多,以下是具體性能對比:

圖3 PI基/LCP基FCCL性能對比

這也是目前LCP在加工過程中的一大痛點問題:采用何種設備和工藝,能夠抵消LCP拉伸強度較低的問題,達到薄膜化。

03

剝離強度

通過上表還可以發現一個問題,就是LCP基FCCL相對來說其剝離強度稍低。剝離強度指的就是在外力作用下,熱合層不出現離層現象的最大拉力。

也就是說,LCP材料在于其他材質貼合時,由于其自身的分子結構,決定了它的貼合并不如PI那么緊密,但好在其吸水率低的特性能夠一定程度上彌補這一問題。

04

成本問題

這是LCP目前沒有得到廣泛應用的最根本問題。據統計,若將普通PI材料作為基準線的話,MPI目前的生產成本為PI的1-2倍左右,而隨著各項改性工藝的成熟,目前這個數據已經可以逐步縮小至1-1.5倍;

而LCP目前的合成方法無論是硅酯法也好,亦或是酸解反應法,都會涉及到芳香族酸類和乙酰化酚類這兩大原料,這就使得LCP的成本大幅提升,更不要提采用芳香族羧酸苯酯進行的熔融縮聚,其成本更是“突破天際”。

據統計,LCP目前平均的成本,是PI的2-3倍左右。

此外,除了LCP本身的合成成本外,目前主要的核心技術仍然掌握在外國企業手中,并不像PI或MPI膜那樣“唾手可得”,所以在加工和產品生產過程中的技術成本又是額外的負擔。

但目前我國的LCP國產化進程也在逐步推進,諸如金發、普利特、沃特、聚嘉、德眾泰等國內企業也正在積極提前布局LCP。

 

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