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LCP和PI薄膜性能对比,到底谁是5G行业真正的宠儿?

2022-11-15 来源:搜图网 浏览数:1

 功 能 高 分 子 及 助 剂 

提供与功能高分子及功能助剂相关原材料、改性技术、应用市场的信息。

其中,长期存在争议和讨论价值的当属LCP薄膜和PI/MPI薄膜的应用和国产化问题。

FCCL绝缘基膜在传统上常用PI膜和PET膜来制作,以及部分PEN膜也有小范围应用。但这也带来了一定问题。

首先PET膜和PEN膜由于耐热能力,在手机性能逐渐提升的当下,其竞争优势正在逐渐消退,而PI膜的吸湿性太强,在高温时水汽蒸发会造成铜箔氧化以及剥离强度降低等问题。这就导致在高温条件下FPC的可靠性大幅降低。

而LCP材料的诞生在一定程度上解决了这一问题。相比于PI膜,LCP的吸水率非常低,同时能保持良好的低热膨胀系数、低介电常数和高尺寸稳定性。

今天我们就从LCP和PI膜的几大性能入手,全面对比它们在未来5G时代所具有的潜力和竞争力。

01

介电性能

要知道,对于天线等电子元器件来说,介电性能——即介电常数和介电损耗是最为关键的两大指标。

在这一方面,LCP的介电性能要远超PI,具体可从下方的图表直观感受:

图1 LCP和PI薄膜介电性能对比

可见,在1-25GHz下,LCP的介电常数和介电损耗性能都能保持在一个相对平稳且较低的状态,虽然目前也有大量MPI(改性PI)膜的技术工艺存在,但LCP仍然有着天然的优势。

这得益于LCP特殊的分子结构,使其能够在疯子排了上介于液体和晶体之间,呈一位或二位的远程有序。虽然其分子排列在位置上显示无序性,但在分子去向上仍有一定的有序性,表现出良好的各向异性,这是其介电性能的主要优势来源。

更为重要的是,在图1右侧图表中可以明显发现,PI膜在高频段的介电损耗非常严重。这也是当下研发MPI的主要动因之一,就是为了让PI材料能够在高频段的通讯设备中同样能够发挥作用。

但随着5G时代的来临,无论是基站还是其他终端设备,通讯频率越来越高已经成为大势所趋,而LCP在这方面同样具有得天独厚的优势。

图2 国外某品牌LCP薄膜相关参数

02

拉伸强度

LCP虽好,但仍然有许多痛点难点问题,目前还没有非常良好的解决方案,拉伸强度就是其中之一。

薄膜化不仅能够带来性能方面的提升,对于类似智能手机、手表等便携小型化设备来说更为重要。

但通过对比可以发现,PI材料的拉伸强度要远超LCP,伸长率更是能达到后者的3-8倍左右。这就意味着:PI制膜无论是在成本还是在难度上,都要比LCP小得多,以下是具体性能对比:

图3 PI基/LCP基FCCL性能对比

这也是目前LCP在加工过程中的一大痛点问题:采用何种设备和工艺,能够抵消LCP拉伸强度较低的问题,达到薄膜化。

03

剥离强度

通过上表还可以发现一个问题,就是LCP基FCCL相对来说其剥离强度稍低。剥离强度指的就是在外力作用下,热合层不出现离层现象的最大拉力。

也就是说,LCP材料在于其他材质贴合时,由于其自身的分子结构,决定了它的贴合并不如PI那么紧密,但好在其吸水率低的特性能够一定程度上弥补这一问题。

04

成本问题

这是LCP目前没有得到广泛应用的最根本问题。据统计,若将普通PI材料作为基准线的话,MPI目前的生产成本为PI的1-2倍左右,而随着各项改性工艺的成熟,目前这个数据已经可以逐步缩小至1-1.5倍;

而LCP目前的合成方法无论是硅酯法也好,亦或是酸解反应法,都会涉及到芳香族酸类和乙酰化酚类这两大原料,这就使得LCP的成本大幅提升,更不要提采用芳香族羧酸苯酯进行的熔融缩聚,其成本更是“突破天际”。

据统计,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,目前主要的核心技术仍然掌握在外国企业手中,并不像PI或MPI膜那样“唾手可得”,所以在加工和产品生产过程中的技术成本又是额外的负担。

但目前我国的LCP国产化进程也在逐步推进,诸如金发、普利特、沃特、聚嘉、德众泰等国内企业也正在积极提前布局LCP。

 

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