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13509001525LCP 是一种热塑性的有机材料,由于 LCP 材料性能具备低吸湿、耐化性佳、高阻气性及低介电常数 / 介电耗损因子等特性,再加上具有良好的可弯曲性,方便组合设计,可满足电子产品小型化的趋势,使其在 5G 高频讯号传输的应用场景中很快扩展开来。而传统 PI 材料的介电常数和损耗因子较大、吸湿性较高、可靠性较差,因此导致高频传输讯号耗损严重,已经无法适应 5G 的高频高速趋势。
液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer),简称LCP。是一种由刚性分子链构成的,在一定物理条件下能出现既有液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状态(此状态称为液晶态)的高分子物质。液晶在分子水平上被分成热致液晶、溶致液晶和光致液晶这三类。但无论是哪一种类型的LCP,其分子主链上都拥有大量的刚性苯环结构,这决定了其特殊的物化特征和加工性质。
LCP由于分子链保持着高度的规整性,所以加热到晶化温度以后,只要稍微给一点剪切力,LCP溶体的流动性便会变得像水一样,这一特性使得LCP更容易成型薄壁小型化的一些连接器制件。
LCP 的应用由于分子骨架对称性高,再加上液晶本身结构使主链的运动受限,LCP在高频段表现出极低的介电常数和介电损耗,因此,在5G时代设备对于材料的各项性能要求(特别是介电性能要求)越来越高的背景下,LCP材料凭借优异的性能被广泛应用于高速连接器、5G基站天线振子、5G手机天线、高频电路板等方面。
1. 高速连接器
5G传输速度得到大幅提升,为了确保数据数据传输的可靠性需要提升高速连接器的性能,从而增加了对低介电低损耗的连接器材料的需求,LCP材料具有极低的吸水性和更好的介电稳定性。LCP具有超低翘曲,高流动性,尺寸稳定性,适合应用在5G高速连接器。
2. 天线振子
振子是天线内部最为重要的功能性部件,出于减重降本的目的,塑料振子受到关注,塑料振子已经导入量产的是LDS工艺,采用的是LDS-LCP材料,LCP材料具有极低的介电损耗、良好的耐热耐燃性以及极低的热膨胀系数,在5G高频段竞争优势明显。3. 手机天线 LDS天线
LDS-LCP材料除了应用在天线振子上,还可以应用于在手机天线领域。据了解,预计今年安卓系智能终端将选择以LDS等成熟工艺为主的5G天线解决方案。LCP材料具有高流动、薄壁成型和尺寸稳定等特性,超高的耐温特性可通过回流焊制程。
但需要注意的是,LCP由于分子取向太强,取向方向和垂直方向的各物性差异很大。而且,在设计时必须要注意熔接线强度较弱等问题,会有很明显的凹槽或者缺口,天线不能从上经过,限制了天线设计的自由度。
软板天线
手机天线方案多种,除了 LDS 天线方案外,还有软板天线。所说的 LCP 软板天线实际上是采用 LCP 为基材的 FPC,并承载部分天线功能。LCP 天线具有低介质损耗、较低的吸湿性、介电常数和介电损耗随着频率的低波动性等优点,同时,软板具有良好的弯折性,可取代同轴电缆,可大大节省手机空间。苹果分析师郭明錤表示,苹果今年将发5款新iPhone,5G版出货量将达8000-8500万部,苹果的毫米波5G iPhone需采用3条LCP软板,预计今年iPhone LCP 软板出货量年同比增长110%,LCP需求显著增加。
4. 高频高速电路板
在5G时代对高频传输绝缘材料的要求非常高,要保证信号在传输过程中的损失降至最小, LCP 材料突出的高频介电性、尺寸稳定性、耐热性,是非常理想的 5G 高频高速电路板基材。除了手机天线FPC外,LCP基材的电路板还可应用于应用在5G关联通讯、笔记本电脑、智能穿戴、汽车毫米波雷达、远程医疗、高清无线视频实时传播等领域。
LCP材料以其独特的性能在5G时代受到青睐,目前LCP材料产能集中在日本、美国、中国。