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迎接5G，低介電常數(shù)LCP大有前途

發(fā)布時(shí)間：

2019-01-28

5G時(shí)代，移動(dòng)通訊速度將變得很快，在高頻的情況下，低介電損耗的材料就大有用途。詳細(xì)原因網(wǎng)上有很多不再贅述。

5G時(shí)代，移動(dòng)通訊速度將變得很快，在高頻的情況下，低介電損耗的材料就大有用途。詳細(xì)原因網(wǎng)上有很多不再贅述。5G最大的變化可能是物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)中最重要的是車聯(lián)網(wǎng)。除了車本身的聯(lián)網(wǎng)，車與周邊環(huán)境（包括車）的聯(lián)網(wǎng)被叫著V2X（Vehicle to Everything）車聯(lián)網(wǎng)是對(duì)D2D（Device to Device）技術(shù)的深入研究過程。

可是這個(gè)跟我們今天講LCP跟這個(gè)5G和V2X有什么關(guān)系？先從日本寶理展會(huì)的這張海報(bào)說起。

寶理2018年上海橡塑展一張海報(bào)

由于當(dāng)今世界對(duì)低介電材料的需求不斷增加，為滿足自動(dòng)汽車和高速，高頻傳輸元件的5G和V2X電信的需求，Polyplastics塑料經(jīng)研究開發(fā)了LCP系列。展會(huì)上寶理提前公布了還未商業(yè)化的的中低介電常數(shù)LAPEROS®（LCP）。

圖 2018橡塑展寶理展出的手機(jī)鏡頭模組Laperos LCP應(yīng)用

其中一個(gè)牌號(hào)：Laperos E420P作為此低介電系列產(chǎn)品中的第一款產(chǎn)品，其不僅具有優(yōu)良的性能，例如固有的高耐熱性，機(jī)械性能，耐化學(xué)性，高流動(dòng)性和低翹曲性，而且其應(yīng)用廣泛，適用于布線，天線和電路板中使用的薄膜和連器等。這也是適應(yīng)介電材料不斷增加的需求。

Polyplastics補(bǔ)充道：Laperos E420P采用了填料和配方技術(shù)相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)垂直于1至20 GHz頻帶流向的低介電常數(shù)（即介電常數(shù)小于3.0）。此外，介質(zhì)損耗角正切在整個(gè)頻帶上都是穩(wěn)定的，不會(huì)對(duì)材料造成損壞。而且該材料還可以滿足縮小尺寸要求和連接器應(yīng)用中越來越復(fù)雜的設(shè)計(jì)，更令人驚奇的是其可以用于表面貼裝技術(shù)（SMT）工藝。

這里我們看到了適應(yīng)5G或者V2X材料的幾點(diǎn)要求：

1：介電常數(shù)小于3.0

2：介質(zhì)損耗角正切在整個(gè)頻帶上都是穩(wěn)定的

3：可以用于表面貼裝技術(shù)（SMT）工藝

圖寶理Laperos LCP應(yīng)用于芯片卡座，采用表面貼裝技術(shù)（SMT）工藝

通常所說的液晶LCP，有兩種英文，一種是Liquid Crystalline Polymer，準(zhǔn)確地翻譯應(yīng)該叫做液晶聚合物，另一種是Liquid Crystalline Polyester，準(zhǔn)確翻譯應(yīng)該為液晶聚酯，內(nèi)涵和外延略有不同。

按照形成條件不同，液晶可以分為受熱熔融的熱致液晶Thermotropic LCP和溶劑溶解的溶致液晶Lyotropic LCP。

在受熱熔融或者被溶劑溶解后，這種材料會(huì)失去固體宏觀的尺寸外形、硬度、剛性等性質(zhì)，外觀上則獲得了液體物質(zhì)的流動(dòng)性，同時(shí)又保持著晶態(tài)物質(zhì)的取向有序性，從而在物理形態(tài)上形成各項(xiàng)異性，又兼具液態(tài)流動(dòng)性和晶態(tài)分子有序排列特征的過渡態(tài)，這種中間形態(tài)成為液晶態(tài)。

常規(guī)高分子在熔融或溶解后，分子鏈會(huì)卷曲而相互交叉纏繞，而液晶分子則還是保持著晶態(tài)的有序取向，從這種闡述來看，LCP應(yīng)該是Liquid Crystalline Polymer，具有這種液晶態(tài)性質(zhì)的聚合物就叫做液晶聚合物。

介質(zhì)在外加電場時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場，介質(zhì)中的電場減小與原外加電場（真空中）的比值即為相對(duì)介電常數(shù)(relative permittivity或dielectric constant)，又稱誘電率，與頻率相關(guān)。介電常數(shù)是相對(duì)介電常數(shù)與真空中絕對(duì)介電常數(shù)乘積。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場中，電場的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。理想導(dǎo)體的相對(duì)介電常數(shù)為無窮大。

根據(jù)物質(zhì)的介電常數(shù)可以判別高分子材料的極性大小。通常，相對(duì)介電常數(shù)大于3.6的物質(zhì)為極性物質(zhì)；相對(duì)介電常數(shù)在2.8~3.6范圍內(nèi)的物質(zhì)為弱極性物質(zhì)；相對(duì)介電常數(shù)小于2.8為非極性物質(zhì)。

其實(shí)您可能認(rèn)為，高分子非極性的材料應(yīng)該是大把的，但是往往被提到低介電的工程塑料往往是這幾種：PPO、PPS、PBT、LCP，PI？為何呢？

低介電常數(shù)材料必須滿足諸多條件，例如：足夠的機(jī)械強(qiáng)度（MECHANICAL strength）以支撐多層連線的架構(gòu)、高楊氏系數(shù)（Young's modulus）、高擊穿電壓（breakdown voltage>4MV/cm）、低漏電（leakage current<10-9 at="" thermal="" stability="">450oC）、良好的粘合強(qiáng)度（adhesion strength）、低吸水性（low moisture uptake）、以及與化學(xué)機(jī)械拋光工藝的兼容性（compatibility with CMP process）等等。能夠滿足上述特性的低介電常數(shù)材料并不容易獲得。

而本次寶理展示的LC PLaperos E420P能達(dá)到2.8，實(shí)屬不容易了。

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