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LCP薄膜在FCCL中的應用升溫

2020-05-09 12:06:47 來源:互聯網

隨著5G技術的發展和柔性手機被多家品牌推出以來,FCCL及相關薄膜成為人們關注的焦點,特別是LCP(液晶聚合物)(液晶聚合物(LCP))薄膜和高端PI(聚酰亞胺)(聚酰亞胺(PI))薄膜國產化也不斷刷新人們的視野。FCCL的絕緣基膜大多采用聚酰亞胺(PI)(PI(聚酰亞胺))膜和聚酯(PET)膜,還有聚萘酯膜(PEN(聚鄰苯二甲酸酯))等。但PET膜和PEN(聚鄰苯二甲酸酯)膜耐熱性不佳,PI(聚酰亞胺)膜吸濕性太大,這一缺點有可能導致在高溫條件下FPC(聚碳酸酯)的可靠性降低,其中也包括水汽在高溫時蒸發所造成銅箔的氧化和剝離強度降低等危害。此外,PI(聚酰亞胺)膜吸潮後造成的卷曲現象,都會造成使用方面的困擾,所以業界正持續努力的開發新的高性能高分子材料,以希望取代PI(聚酰亞胺)膜,其中最有影響力的是液晶聚合物(LCP)(Liquid Crystal Polymer,簡稱LCP(液晶聚合物))和聚醚醚酮(PE(聚乙烯)EK)。從薄膜的基本性能來看,這兩大類高分子材料完全可以有效彌補PI(聚酰亞胺)膜的缺陷,主要包括低吸濕性、低熱膨脹系數、低介電常數及高尺寸穩定性等,本文重點介紹LCP(液晶聚合物)薄膜。

LCP(液晶聚合物)薄膜的特點

目前,LCP(液晶聚合物)的合成主要是縮聚反應,合成的LCP(液晶聚合物)主要有:主鏈型的聚酰胺類、聚酯類、聚醚類、聚噻唑類聚咪唑類等;側鏈型的有聚異氰酸酯類、聚偶氮類、聚二甲基矽氧烷類、聚丙烯(PP)酸酯類等。此外還有一些特殊機構的高分子液晶等。LCP(液晶聚合物)與其他有機高分子材料相比,具有較為獨特的分子結構和熱行為,它的分子由剛性棒狀大分子鏈組成受熱熔融或被溶劑溶解後不再具有固體物質的大部分性質,而是形成一種具有固體和液體部分性質的過渡中間相態——液晶態,其分子排列介於理想的液體和晶體之間,呈一位或而為的遠程有序,分子排列子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。LCP(液晶聚合物)的各向異性使其具有高強度、高模量和自增強性能,突出的耐熱性能,優異的耐冷熱交變性能,優良的耐腐蝕性、阻燃性、電性能和成型加工性能。其線膨脹系數和摩擦系數極小,還具有優異的耐輻射性能和對微波良好的透明性,其在電子器件、精密器械零件、家電產品配件、醫療器械、汽車零部件及化工設備零件等領域有著廣泛應用。

而且從電子產品中介電性能的關鍵指標看,LCP(液晶聚合物)的介電性能遠好於PI(聚酰亞胺),這在高端領域的FPC(聚碳酸酯)應用中具備很強的優勢。

 LCP和PI薄膜的介電性能對比

盡管LCP(液晶聚合物)薄膜性能優勢明顯,但因為LCP(液晶聚合物)樹脂及薄膜的制造工藝掌握在國外企業,目前還沒有實現國產化,如下是某品牌LCP(液晶聚合物)薄膜相關性能指標。
 LCP膜基本性能

LCP(液晶聚合物)薄膜在FCCL的應用

由於PI(聚酰亞胺)膜存在結構性缺陷,業界對LCP(液晶聚合物)的研究越來越多。下圖列舉了典型的LCP(液晶聚合物)基FCCL和PI(聚酰亞胺)基FCCL基本性能對比,LCP(液晶聚合物)基FCCL的缺陷是剝離強度較低。
 LCP基FCCL和PI基FCCL性能對比

LCP(液晶聚合物)的最大優勢在與其很低的吸濕性和優異的尺寸穩定性,在極潮濕的環境下依然能保持很好的尺寸穩定性和剝離強度,且LCP(液晶聚合物)的界質損耗比較小,幾乎和PTFE在同一水平,適用於高頻線路。主要用於LCP(液晶聚合物)、PDP的驅動器、IC封裝、t-BGA、無線LAN、通信網絡設備和高速數字連接器等。

LCP(液晶聚合物)薄膜存在的問題

LCP(液晶聚合物)雖然性能優異,但也存在著成型加工工藝不易控制、制品的物理性質呈各向異性、與成型時剪切流動成直角的方向力學性能較差、易於原纖維化等缺點,所以需要對其改性,以提高LCP(液晶聚合物)膜的力學性能。另一方面LCP(液晶聚合物)原料價格昂貴,從而導致了LCP(液晶聚合物)的價格較高,這是影響LCP(液晶聚合物)發展的最主要的問題,因此降低成本已成為生產商的研究重點。


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