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LCP薄膜制备难在哪儿?一文看懂5大主流制备工艺

2022-11-14 来源:塑库网 浏览数:1

凭借低介电损耗、低吸水率以及稳定的尺寸性和强度,LCP成为了当下5G高频高速FCCL理想的基材。


所谓5G,其实准确来说可以分为“4.9G”和“5G”两个阶段。4.9G指的是在5G FR1频率范围内的Sub-6GHz频段;


真正的5G则是在FR2毫米波频段,其频率最高可达29.5GHz。目前绝大多数的5G手机所在的频率范围,其实仍是在FR1阶段。

MPI作为改性料,其在介电损耗方面和LCP的差距不大。所以目前MPI也是5G的主流解决方案——仅限于FR1范围。


所以,在面临真正的5G频率的时候,MPI的损耗会呈指数上升,尤其是15GHz以上甚至是毫米波频率范围内,LCP的介电性能更优于MPI。

但为何如此优异的LCP材料目前没有被广泛使用呢?问题就出在成本上。


首先,LCP的供应几乎都被海外企业所垄断;其次LCP的加工工艺要求也非常高。在各领域中,LCP应用最为广泛的形式是以薄膜出现,而目前行业的一大瓶颈就在于,用于LCP膜用树脂,应该如何加工。


LCP薄膜的制备是LCP天线的主要瓶颈之一。由于原材料和薄膜厂商的供应链相对封闭,导致新进入厂商难以采购膜级树脂。此外,LCP薄膜工艺复杂,需要大量实践才能完成薄膜的制备,且薄膜制备后还要完成热处理和涂覆处理,因此合格的薄膜生产壁垒极高。

目前LCP薄膜生产方法主要是吹膜法、流延法以及溶液法等,不同的成膜工艺对树脂要求也不同。

今天,我们就将以图文结合的形式,详细介绍LCP薄膜当下主流的加工工艺。


01

吹膜法


吹膜法是将LCP树脂经挤出机熔融塑化后,经环形口模挤成管坯,同时以注入管坯里的压缩空气将其进一步吹胀,经过冷却、牵引、收卷后得到LCP薄膜。

02

挤出流延法


挤出流延法是目前LCP主流的加工工艺之一,也称为双向拉伸法。


LCP树脂经挤出机加热、熔融塑化后,会通过T型结构的成型模具挤出,并流延到冷却辊上,冷却降温定型后,再通过牵引、切边后收卷得到LCP薄膜。

03

涂布法


涂布法又称为溶液浇筑法,即把LCP树脂溶解后形成溶液,再涂布到承载膜上获取LCP薄膜,或直接涂覆到铜箔上获得FCCL。


这种工艺的优势在于,LCP是从无定型状态直接转变为经热处理的薄膜,可以规避注塑挤出成型带来的各向异性问题,同时可在溶液中添加更多助剂填料为产品进一步赋能。

04

挤出压延法


这种方法和挤出流延法较为相似,指将LCP熔融塑化后,通过辊筒多次挤压和延展,冷却定型后得到LCP薄膜。


相比于流延法,其制品厚薄精度和拉伸强度都更高,且操作简单、性价比较高。但压延往往为单向压延,LCP的各向异性问题目前亟待解决,此方法正在开发中。

国内LCP产业的机遇与挑战

LCP天线制备多个环节有着较高的技术门槛,其中LCP树脂合成及成膜的生产环节是最为关键的环节,核心技术由少数日美企业垄断。日美两国控制近80%的产能,导致薄膜制备厂商稀缺薄膜产能收缩,使得产业链核心的上游LCP材料供应紧缺。

1. 国内企业较少拥有自主产权的纯树脂生产技术:

1、目前国内企业大都不具备完全自主的LCP纯树脂生产技术;

2、虽有几家LCP生产企业巨资引进国外的LCP纯树脂生产技术,但技术及工艺还不够成熟,树脂产能暂未完全打开。

2. 5G时代,LCP薄膜国内企业涉猎不多:

1、由于LCP薄膜树脂技术有限,所以LCP薄膜生产技术更加匮乏;

2、真正掌握LCP成膜核心技术的仅有日本村田、可乐丽、住友化学和美国Superex等少数企业;

3、LCP薄膜价格居高不下,影响国内5G产业竞争力。

3. 企业竞争力不足:

1、薄膜级LCP树脂售价高达30万元/吨,原料成本高造成一部份企业花费高成本使用进口LCP改性树脂,品质性能稳定但成本较高;一部份企业使用二手料,产品稳定性较低,面向中低端市场;

2、原料的短缺影响新产品及新市场的开拓。

LCP行业发展趋势

1、国产替代渐成主流

随着5G建设推进,中国厂商如沃特股份、金发科技、普利特等以需求为导向,加速LCP树脂薄膜的研发和投产,实现LCP产业的国产化替代,预计产能扩产至4.3万吨,契合5G需求迎来红利发展。

2、应用领域不断拓展

LCP综合性能良好,同时兼具高分子材料和液晶材料的特点,可广泛应用于电子电气、航天雷达、医用器械、汽车工业、容器包装薄膜等领域。从应用领域来看,LCP材料早期主要应用于工业,随着科技发展所应用的领域逐渐扩宽。

电子电气是LCP材料目前的最主要应用领域,具体应用涵盖高密度连接器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳等。随着5G通信技术升级,LCP天线可解决自动驾驶汽车的信号传输低时滞问题,且可保证高频高速信号传输的稳定性。此外,LCP天线毫米波雷达可探测的距离远,大大提高驾驶感测精度,因此LCP天线有望在自动驾驶领域实现高速渗透。

 

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