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迎接5G，低介電常數LCP大有前途
發布時間：
2019-01-28
5G時代，移動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。詳細原因網上有很多不再贅述。
5G時代，移動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。詳細原因網上有很多不再贅述。5G最大的變化可能是物聯網，物聯網中最重要的是車聯網。除了車本身的聯網，車與周邊環境（包括車）的聯網被叫著V2X（Vehicle to Everything）車聯網是對D2D（Device to Device）技術的深入研究過程。
可是這個跟我們今天講LCP跟這個5G和V2X有什么關系？先從日本寶理展會的這張海報說起。
寶理2018年上海橡塑展一張海報
由于當今世界對低介電材料的需求不斷增加，為滿足自動汽車和高速，高頻傳輸元件的5G和V2X電信的需求，Polyplastics塑料經研究開發了LCP系列。展會上寶理提前公布了還未商業化的的中低介電常數LAPEROS®（LCP）。
圖 2018橡塑展寶理展出的手機鏡頭模組Laperos LCP應用
其中一個牌號：Laperos E420P作為此低介電系列產品中的第一款產品，其不僅具有優良的性能，例如固有的高耐熱性，機械性能，耐化學性，高流動性和低翹曲性，而且其應用廣泛，適用于布線，天線和電路板中使用的薄膜和連器等。這也是適應介電材料不斷增加的需求。
Polyplastics補充道：Laperos E420P采用了填料和配方技術相結合的方法，實現垂直于1至20 GHz頻帶流向的低介電常數（即介電常數小于3.0）。此外，介質損耗角正切在整個頻帶上都是穩定的，不會對材料造成損壞。而且該材料還可以滿足縮小尺寸要求和連接器應用中越來越復雜的設計，更令人驚奇的是其可以用于表面貼裝技術（SMT）工藝。
這里我們看到了適應5G或者V2X材料的幾點要求：
1：介電常數小于3.0
2：介質損耗角正切在整個頻帶上都是穩定的
3：可以用于表面貼裝技術（SMT）工藝
圖 寶理Laperos LCP應用于芯片卡座，采用表面貼裝技術（SMT）工藝
通常所說的液晶LCP，有兩種英文，一種是Liquid Crystalline Polymer，準確地翻譯應該叫做液晶聚合物，另一種是Liquid Crystalline Polyester，準確翻譯應該為液晶聚酯，內涵和外延略有不同。
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，這種材料會失去固體宏觀的尺寸外形、硬度、剛性等性質，外觀上則獲得了液體物質的流動性，同時又保持著晶態物質的取向有序性，從而在物理形態上形成各項異性，又兼具液態流動性和晶態分子有序排列特征的過渡態，這種中間形態成為液晶態。
常規高分子在熔融或溶解后，分子鏈會卷曲而相互交叉纏繞，而液晶分子則還是保持著晶態的有序取向，從這種闡述來看，LCP應該是Liquid Crystalline Polymer，具有這種液晶態性質的聚合物就叫做液晶聚合物。
介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場，介質中的電場減小與原外加電場（真空中）的比值即為相對介電常數(relative permittivity或dielectric constant)，又稱誘電率，與頻率相關。介電常數是相對介電常數與真空中絕對介電常數乘積。如果有高介電常數的材料放在電場中，電場的強度會在電介質內有可觀的下降。理想導體的相對介電常數為無窮大。
根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常，相對介電常數大于3.6的物質為極性物質；相對介電常數在2.8~3.6范圍內的物質為弱極性物質；相對介電常數小于2.8為非極性物質。
其實您可能認為，高分子非極性的材料應該是大把的，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？
低介電常數材料必須滿足諸多條件，例如：足夠的機械強度（MECHANICAL strength）以支撐多層連線的架構、高楊氏系數（Young's modulus）、高擊穿電壓（breakdown voltage>4MV/cm）、低漏電（leakage current<10-9 at="" thermal="" stability="">450oC）、良好的粘合強度（adhesion strength）、低吸水性（low moisture uptake）、以及與化學機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材料并不容易獲得。
而本次寶理展示的LC PLaperos E420P能達到2.8，實屬不容易了。
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