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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和介電性能,可滿(mǎn)足電子產(chǎn)品小型化的趨勢(shì)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(shù)瓶頸,致使LCP薄膜加工技術(shù)門(mén)檻極高,商業(yè)化加工產(chǎn)品少。
信號(hào)傳輸?shù)妮d體是天線(xiàn),提供了信息交互的通道。為了實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速度,對(duì)天線(xiàn)的信號(hào)收發(fā)能力提出了更高的要求,天線(xiàn)性能是決定通信質(zhì)量的重要因素,傳統(tǒng) PI 材質(zhì)天線(xiàn)在高頻傳輸中易受到嚴(yán)重?fù)p耗,而液晶聚合物材料可以有效降低此類(lèi)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(lèi)新型高分子材料, 具有良好的熱穩(wěn)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(jiàn)的熱致型LCP,而是經(jīng)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(qiáng)極性溶劑中。
生產(chǎn)流程
溶液流延法的優(yōu)點(diǎn)是加工設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單和成熟,縱橫向取向度容易控制。
但其加工出來(lái)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(diǎn)高,污染嚴(yán)重;耐熱性較差;可溶性LCP原材料供應(yīng)來(lái)源有限等。
2.雙向拉伸法
對(duì)LCP的雙向拉伸需在熔融狀態(tài)下進(jìn)行,因此需要使用支撐膜以保證LCP發(fā)生熔融后的強(qiáng)度,而PTFE(聚四氟乙烯)本身可進(jìn)行雙向拉伸,可帶動(dòng)LCP分子進(jìn)行同步取向
。
生產(chǎn)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(yōu)點(diǎn),可生產(chǎn)較厚的LCP薄膜(厚度可達(dá)0.2 mm)。但該生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備要求最高,加工工藝復(fù)雜,投資較大,PTFE材料價(jià)格昂貴。目前僅有日本村田和Gore公司實(shí)現(xiàn)了該種生產(chǎn)工藝的產(chǎn)業(yè)化,具有極高的技術(shù)門(mén)檻,對(duì)后進(jìn)入者有很高的投資風(fēng)險(xiǎn)。
3.吹膜法
吹膜法是目前最成熟、已商業(yè)化的LCP薄膜生產(chǎn)工藝,能有效打破分子鏈的各向異性。
生產(chǎn)流程
吹膜法是唯一經(jīng)過(guò)系統(tǒng)研究的加工方法,其設(shè)備投資相對(duì)較小,技術(shù)成熟度最高。目前可樂(lè)麗采用吹膜法制造LCP薄膜,產(chǎn)品應(yīng)用成熟,市場(chǎng)認(rèn)可度最高。但吹膜法無(wú)法生產(chǎn)較厚的LCP薄膜,厚度均勻性較差,同時(shí)吹膜法得到的LCP薄膜必須經(jīng)過(guò)離熱處理,延長(zhǎng)了生產(chǎn)路線(xiàn),增加了加工難度。目前國(guó)內(nèi)暫沒(méi)有合格的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品面市。
應(yīng)用領(lǐng)域
在5G領(lǐng)域手機(jī)端,LCP憑借低且穩(wěn)定的傳輸損耗、可彎折性、尺寸穩(wěn)定性及低吸水率,是技術(shù)方面最符合天線(xiàn)要求的材料。
以蘋(píng)果公司為例,iPhone8首次引入LCP軟板的天線(xiàn)方案,2018年的三款機(jī)型仍繼續(xù)采用LCP天線(xiàn)方案,分別使用3/3/2個(gè)LCP天線(xiàn)。這是蘋(píng)果公司在為5G時(shí)代進(jìn)行提前布局。
隨著我國(guó)在5G產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展和電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的完整性,對(duì)LCP薄膜的需求和用量必將與日劇增,應(yīng)用前景廣闊。我國(guó)近年來(lái)在LCP薄膜上進(jìn)行大量的研究工作,從LCP膜級(jí)樹(shù)脂到成膜工藝均取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但與國(guó)外還有極大差距。國(guó)內(nèi)研究者應(yīng)更注重基礎(chǔ)研究和加工設(shè)備研究相結(jié)合,早日實(shí)現(xiàn)LCP薄膜產(chǎn)品的技術(shù)突破。
同時(shí)LCP薄膜還可用于耳機(jī)振動(dòng)膜、高阻隔 包裝膜、汽車(chē)?yán)走_(dá)和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
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