LCP材料在5G領(lǐng)域的應(yīng)用

說到5G時(shí)代最火的材料，擁有“超級工程塑料”之美譽(yù)的LCP材料必須擁有姓名。LCP材料為何在5G通信時(shí)代如此受寵，咱們且先了解一下LCP這種材料。

LCP即液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer），是一種由剛性分子鏈構(gòu)成的，在一定物理?xiàng)l件下能出現(xiàn)既有液體的流動(dòng)性又有晶體的物理性能各向異性狀態(tài)（此狀態(tài)稱為液晶態(tài)）的高分子物質(zhì)。

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根據(jù)液晶態(tài)的形成條件，液晶聚合物可分為溶致性液晶聚合物（LLCP）和熱致性液晶聚合物（TLCP），此外，在外場（如壓力、磁場、電場和光場等）作用下形成的液晶稱為感應(yīng)液晶，如壓致液晶，光致液晶等。

但是，咱們所說的5G通信用LCP材料指的是TLCP，這種LCP材料是80年代初期發(fā)展起來的一種新型高性能工程塑料，屬于芳香族熱塑性聚酯，可通過熔紡、注射、擠出、模壓、涂復(fù)等工藝加工成型，具有優(yōu)異的成型加工性能。根據(jù)熱變形溫度（HDT），TLCP可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型3種：

與其他有機(jī)高分子材料相比，LCP具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和熱行為，在熔融狀態(tài)下，LCP分子排列像棒狀一樣直，在成型時(shí)，剪切應(yīng)力的作用下，進(jìn)一步提高了這種排列取向，表現(xiàn)出極好的各向異性，這種取向有序的特殊結(jié)構(gòu)使其具有自增強(qiáng)效果，機(jī)械性能優(yōu)異，強(qiáng)度極高，尺寸穩(wěn)定性、光學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)藥品性、自阻燃性、加工性等性能良好，且耐熱性好，熱膨脹系數(shù)低。

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由于分子骨架對稱性高，再加上液晶本身結(jié)構(gòu)使主鏈的運(yùn)動(dòng)受限，LCP在高頻段表現(xiàn)出極低的介電常數(shù)和介電損耗，因此，在5G時(shí)代設(shè)備對于材料的各項(xiàng)性能要求（特別是介電性能要求）越來越高的背景下，LCP材料憑借優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于高速連接器、5G基站天線振子、5G手機(jī)天線、高頻電路板等方面。

1、高速連接器

5G傳輸速度得到大幅提升，為了確保數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃孕枰嵘咚龠B接器的性能，從而增加了對低介電低損耗的連接器材料的需求，LCP材料具有極低的吸水性和更好的介電穩(wěn)定性。LCP具有超低翹曲，高流動(dòng)性，尺寸穩(wěn)定性，適合應(yīng)用在5G高速連接器。

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圖? ?高速連接器

2、天線振子

振子是天線內(nèi)部最為重要的功能性部件，出于減重降本的目的，塑料振子受到關(guān)注，塑料振子已經(jīng)導(dǎo)入量產(chǎn)的是LDS工藝，采用的是LDS-LCP材料，LCP材料具有極低的介電損耗、良好的耐熱耐燃性以及極低的熱膨脹系數(shù)，在5G高頻段競爭優(yōu)勢明顯。

3、手機(jī)天線

LDS天線

LDS-LCP材料除了應(yīng)用在天線振子上，還可以應(yīng)用于在手機(jī)天線領(lǐng)域。據(jù)了解，預(yù)計(jì)今年安卓系智能終端將選擇以LDS等成熟工藝為主的5G天線解決方案。LCP材料具有高流動(dòng)、薄壁成型和尺寸穩(wěn)定等特性，超高的耐溫特性可通過回流焊制程。

圖? LDS-LCP材料? 用于手機(jī)天線

但需要注意的是，LCP由于分子取向太強(qiáng)，取向方向和垂直方向的各物性差異很大。而且，在設(shè)計(jì)時(shí)必須要注意熔接線強(qiáng)度較弱等問題，會(huì)有很明顯的凹槽或者缺口，天線不能從上經(jīng)過，限制了天線設(shè)計(jì)的自由度。

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軟板天線

手機(jī)天線方案多種，除了 LDS 天線方案外，還有軟板天線。所說的 LCP 軟板天線實(shí)際上是采用 LCP 為基材的 FPC，并承載部分天線功能。LCP 天線具有低介質(zhì)損耗、較低的吸濕性、介電常數(shù)和介電損耗隨著頻率的低波動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，軟板具有良好的彎折性，可取代同軸電纜，可大大節(jié)省手機(jī)空間。蘋果分析師郭明錤表示，蘋果今年將發(fā)5款新iPhone，5G版出貨量將達(dá)8000-8500萬部，蘋果的毫米波5G iPhone需采用3條LCP軟板，預(yù)計(jì)今年iPhone LCP 軟板出貨量年同比增長110%，LCP需求顯著增加。

4、高頻高速電路板

在5G時(shí)代對高頻傳輸絕緣材料的要求非常高，要保證信號在傳輸過程中的損失降至最小， LCP 材料突出的高頻介電性、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性，是非常理想的 5G 高頻高速電路板基材。除了手機(jī)天線FPC外，LCP基材的電路板還可應(yīng)用于應(yīng)用在5G關(guān)聯(lián)通訊、筆記本電腦、智能穿戴、汽車毫米波雷達(dá)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、高清無線視頻實(shí)時(shí)傳播等領(lǐng)域。

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LCP材料以其獨(dú)特的性能在5G時(shí)代受到青睞，目前LCP材料產(chǎn)能集中在日本、美國、中國，LCP材料生產(chǎn)企業(yè)有：

LCP樹脂：塞拉尼斯、寶理、住友化學(xué)、索爾維、寶理、世洋樹脂、東麗、三菱化學(xué)、普立萬、沃特、金發(fā)科技、普利特、日本上野、聚嘉、海迪、德眾泰等。

LCP薄膜：可樂麗、村田、千代田、住友化學(xué)、沃特、金發(fā)科技、聚嘉、日本電氣化學(xué)、KGK等。

來源：5G材料論壇