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5G时代下的高性能特种工程塑料薄膜


说到高性能薄膜的5G应用,绕不开柔性线路板(FPC)。柔性线路板金属箔与塑料薄膜的热膨胀系数不同会导致层叠后易发生形变,因此要求薄膜基材具备耐高温、低吸湿性、低热膨胀以及良好的柔性和弯折性,同时,5G通信等高频应用要求高频下信号传输损失小,因此要求材料的介电损耗和低介电损耗正切小。耐高温特种工程塑料薄膜正是适应5G通信发展的先进材料之一,不仅具有传输损失低、不会造成通讯劣化的特征,并且能与铜箔强力接着,实现了优异的柔软性。

图  拍摄于沃特

近年来,高性能薄膜产业化呈爆发式发展,各种低介电常数低介电损耗的薄膜基材纷纷涌现,如为了降低介电常数和介电损耗而特殊改性的PI薄膜(MPI),为了适应覆铜工艺而调整了耐温性能的PPS薄膜,性能优异但成型极难的LCP薄膜等。下面我们就来简单聊一聊这些高性能特种工程塑料薄膜。

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一、聚酰亚胺PI薄膜


FPC是PI薄膜的主要应用领域,PI具有优良的机械强度、弯折性能、持续稳定性、耐热性、绝缘特性等优点。

图  PI 薄膜的应用

聚酰亚胺(PI)可作为4G以及Sub-6频段所使用的软性电路板(FPC)基材,但毫米波频段对于能控制传输损失,且介电特性更低的材料有更进一步的需求。由于PI基材吸水率较大,介电常数和介质损耗因子也较大,尤其对工作频率超过10GHz的产品影响显著,因此很难满足毫米波频段的要求。

PI的介电性能可通过改性改善提升,如通过氟化物配方降低介电损耗,在10-15GHz高频信号上的表现足与LCP媲美。例如钟化推出的用于毫米波频段的高耐热PI薄膜产品Pixeo™ IB,在高频下的介电损耗低至0.0025。且MPI比LCP的优势是在加工工艺、价格方面,MPI更易加工生产,可量产,价格亲民,业内认为MPI与LCP将是并存的一个局面。

图  钟化,5G毫米波高耐热聚酰亚胺 Pixeo™ IB

去年,日本旗胜就采用改性聚酰亚胺(MPI)开发新结构的5G高速传输用FPC,可满足毫米波天线模块、包括sub6在内的5G基站、数据中心以及汽车联网等多种应用要求。

表  LCP FPC和MPI FPC主要物性比较

目前,FPC用PI薄膜主要由杜邦、钟化、SKPI、达迈科技等生产,在全球市场上始终保持着高占有率。国内瑞华泰、国风塑业、丹邦科技等少数企业也具备FPC用电子PI薄膜的供应能力,产能规模与SKPI、钟渊化学等存在差距。

二、液晶聚合物LCP薄膜


LCP薄膜具有低吸湿性,高耐化性,高阻气性的特点,与PI相比,LCP的介电常数和介电损耗随着频率的变化波动非常小,高频信号传输稳定性优越,非常适合毫米波应用。

图   宁波聚嘉,LCP薄膜

但是LCP剥离强度较低,在成型加工工艺方面不易控制,工艺复杂、良品率低、议价能力低、供应厂商少,大规模商用LCP尚无法实现。这也是前面我们说的MPI和LCP之战不分胜负的原因。

整体来看,LCP薄膜相当被看好,被称作5G天线革命性核心膜材,近几年,全球LCP薄膜生产企业数量不断增加,对LCP薄膜的开发和投入不断增多,技术壁垒有望突破。LCP薄膜相关生产企业:

  • 国外:

    村田制作所、Kuraray、日本千代田、日本电化株式会、KGK;

  • 国内:

    沃特股份、普利特、聚嘉新材、金发科技、南京贝迪、东材科技等等。


详情点击:5G换机潮即将来临,LCP薄膜国产化提速


三、聚四氟乙烯PTFE薄膜


PTFE具有很好的耐水性、耐溶剂性、耐热性以及耐化学腐蚀性,特别是其介电常数和介质损耗非常低且稳定,介电常数为2.1(10GHz),介质损耗为0.0001(10GHz)。PTFE良好的性能使其在高频线路板领域有良好的应用前景。

图   AGC EA-2000薄膜

但PTFE也有一些缺点,如热膨胀系数(CTE)远高于铜箔的热膨胀系数,且PTFE的表面能低,与铜箔的附着力较差等。对其进行改性时采用的如化学浸渍、等离子处理等方法都会在其表面产生极性官能团,因而往往会导致介电常数升高。同时,添加中空结构的填料或引入空气则极可能等同于在PTFE中引入缺陷,降低力学性能。

毫无疑问,PTFE是极适合毫米波高频领域应用的材料,被业内认为是未来天线基板材料,也是各家开发的重点,例如住友电工就成功量产了5G通信用氟树脂FPC,旗胜也针对氟树脂FPC进行开发研究。

目前PTFE薄膜生产企业有 霓佳斯、AGC、中兴化成、德清科赛、东材科技等企业。

四、聚苯硫醚PPS薄膜


由于LCP的成本高且加工性能难度较大,新材料替代就成了大家开发的重点。在5G时代,PPS将在薄膜、基板等电子市场有所增长。低介电PPS与LCP相比较,它主要有这些优点:成本价格低、低介电可行性高、介电损耗更低、金属结合力强、耐温阻燃等等。

图  东丽 PPS薄膜用于FPC

低介电PPS薄膜的开发将有望替代LCP在柔性线路板上的应用。例如东丽推出了5G高频高速传输的柔性电路板(FPC)用耐高温PPS薄膜,这种新PPS薄膜在250°C的加热试验中不会变形,耐高温性能可满足线路板加工,且保留了PPS优异的介电性能。

PPS薄膜相关企业有:日本东丽、浙江新和成、沃特股份、德阳科吉等。

五、聚醚醚酮PEEK薄膜


很多人都知道PEEK薄膜可用于微型扬声器振膜等领域,但PEEK薄膜作为高频高速基材也极具前景,PEEK在高频20GHz下,介电常数3.2,介电损耗为0.0035,完全满足材料要求,可用于5G射频天线柔性基板,这也是目前研究热点,例如罗杰斯采用PEEK薄膜制作FCCL。

PEEK薄膜相关企业有:威格斯、鹏孚隆、沃特股份、达孚新材料等。

图  达孚新材  PEEK薄膜

六、PEN薄膜


PEN薄膜即聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate)薄膜,它的高频特性优于PI薄膜,相比于LCP薄膜,介电性能较差,但在成本竞争力、稳定供应性方面,PEN较具优势。帝人有开发相关材料。

说了这么多,您最看好哪种薄膜材料呢?5月28日,佛山达孚新材研发工程师刘书萌将带来《高性能薄膜(PEEK/LCP)生产工艺流程产品性能及应用》,欢迎大家莅临交流。

活动推荐:

第三届5G新材料产业高峰论坛

2021年5月28日

深圳沙井·维纳斯皇家酒店



主要议题



时间

议题

演讲单位

08:50-09:00

开场介绍

艾邦智造 江耀贵 创始人

09:00-09:30

金发科技5G通信高性能材料方案

金发 谢天晖 LCP产品线经理

09:30-10:00

5G通信解决方案

SABIC 吴骁智 业务开发经理

10:00-10:30

茶歇

10:30-11:00

新型隔热膜在5G领域的应用

深圳圣安技术 曹正茂 产品总监

11:00-11:30

空心玻璃微珠在5G通讯领域的应用

郑州圣莱特 王亚豪 研发工程师

11:30-14:00

午餐

14:00-14:30

LCP在5G高频通讯领域的技术进展

住友化学 陶若渊 开发副总

14:30-15:00

热分析助力5G关键材料表征及PCB行业热分析产品解决方案

梅特勒-托利多 袁宁肖 技术工程师

15:00-15:30

5G手机毫米波天线设计演进

宝能通讯 黄奂衢博士

副总经理/手机硬件开发负责人

15:30-16:00

茶歇

16:00-16:30

5G制造技术下的化学工艺变革

光华科技 刘彬云 技术中心副总经理

16:30-17:00

高性能薄膜(PEEK/LCP)生产工艺流程产品性能及应用

达孚新材料 刘书萌 研发工程师

17:00-17:30

低介电超细电子纱及其应用

洪源玻纤 郑培琦 研发部部长

17:30-18:00

储能微胶囊分子工程设计及其在热管理材料设计中的应用

深圳大学 倪卓 教授

18:00-20:00

晚宴


更过多议题:(欢迎产业链各位朋友们自荐议题!演讲、展台、单页赞助意向请联系周小姐:18320865613 同微信)


已报名企业名单(更新至5月6日)

name

position

company

高**

高级工程师

华为技术有限公司

蔡**

高级工程师

华为技术有限公司

黄**

主任工程师

华为技术有限公司

黄**

首席天线专家

vivo通讯科技有限公司

张**

材料研发工程师

深圳市信维通信股份有限公司

余**

市场总监

TeWeiDe

贺**

产品经理

常州环峰电工材料有限公司

秦**

总经理

苏州特斯特复合材料有限公司

倪**

销售经理

南通盛邦制辊有限公司

黄**

采购工程师

维达力实业(深圳)有限公司

巫**

工程师

崇达多层印制电路板

胡**

研发部经理/博士

苏州维信电子有限公司

曹**

研发部工程师

苏州维信电子有限公司

谢**

LCP产品线经理

金发科技股份有限公司

孟**

项目经理

科思创聚合物(中国)有限公司

方**

部长

上海出光化学有限公司

胡**

技术开发

上海出光化学有限公司

陈**

经理

上海出光化学有限公司

王**

技术科长

上海大赛璐塑料工业有限公司

胡**

销售经理

上海大赛璐塑料工业有限公司

杨**

开发科 科长

上海大赛璐塑料工业有限公司

王**

业务经理

万华化学

徐**

技术主任

大金氟化工(中国)有限公司

杜**

业务经理

广东京兆工程塑料有限公司

李**

经理

广东银禧科技股份有限

邓**

博士/研发经理

广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司

黄**

副经理

华岛贸易(上海)有限公司

杨**

工程师

华盈新材料

姚**

总经理

南京瓦力化工科技有限公司

朱**

董事长

深圳赛因斯坦新技术有限公司

江**

经理

深圳市明荣化工有限公司

亓**

市场开发经理

太尔胶粘剂(广东)有限公司

李**

总经理

无锡市恒懋科贸有限公司

何**

经理

中广核高新核材科技(苏州)有限公司

宋**

企划专员

中广核俊尔新材料有限公司

罗**

研发部经理

建滔(连州)玻璃纤维有限公司

刘**

品质部经理

建滔(连州)玻璃纤维有限公司

唐**

董事长

泰山玻璃纤维邹城有限公司

褚**

电子布事业部总经理

泰山玻璃纤维邹城有限公司

李**

技术质量部 部长

泰山玻璃纤维邹城有限公司

王**

副总裁

浙江鸿盛新材料科技集团股份有限公司

刘**

销售总监

深圳市杰瑞德科技有限公司

韩**

销售

巴斯夫聚氨酯特种产品中国有限公司

疏**

技术经理

亨斯迈化学研发中心上海有限公司

于**

博士

上海石油化工研究院

彭**

市场部经理

深圳市晶磁材料技术有限公司

王**

经理

无锡市恒懋科贸有限公司

徐**

业务

无锡市恒懋科贸有限公司

徐**

负责人

元琛科技

陆**

总经理

中科华星新材料有限公司

羊**

销售经理

中科华星新材料有限公司

T**

AD

Basf

t**

manager

DSM

徐**

知识产权顾问

巴斯夫(中国)有限公司

赵**

研发总监

巴斯夫新材料有限公司

魏**

R&D Manager

巴斯夫新材料有限公司

罗**

市场开拓经理

广东生益科技股份有限公司

张**

工程师

华盈新材料

刘**

总经理

惠州市良化新材料有限公司

李**

工程师

惠州市良化新材料有限公司

邵**

研发经理

南京聚隆科技股份有限公司

钱**

项目经理

南京天诗新材料科技有限公司

戴**

总工程师

南通星辰合成材料有限公司

徐**

研发高级经理

南通星辰合成材料有限公司

凌**

研发工程师

南通星辰合成材料有限公司

宋**

研发工程师

南通星辰合成材料有限公司

刘**

经理

上海典扬实业有限公司

杨**

总经理

深圳市优化新材料科技有限公司

魏**

GM

东莞市蓝姆材料科技有限公司

倪**

市场部经理

南京清研高分子新材料有限公司

张**

总经理

南京清研高分子新材料有限公司

郑**

销售经理

上海瑞翀工贸有限公司

李**

总经理

世大新材料(深圳)有限公司

朱**

部长

双日(上海)有限公司

夏**

销售工程师

无锡村田电子有限公司

谢**

销售工程师

无锡村田电子有限公司

孙**

销售经理

住化电子管理(上海)有限公司

胡**

销售副部长

住化电子管理(上海)有限公司

陶**

开发副总

住化电子管理(上海)有限公司

肖**

经理

住化电子管理(上海)有限公司

王**

担当部长

住化电子管理(上海)有限公司

C**

salesdirector

Hensy

张**

研发

大连中沐化工有限公司

王**

销售

大连中沐化工有限公司

朱**

院长助理

广东聚航新材料研究院有限公司

陈**

TS

旭化成

严**

营业部副经理

旭化成塑料(广州)有限公司

横**

工程塑料技术中心经理

旭化成塑料(广州)有限公司

谢**

资深技术开发经理

DSM

朱**

研究员

帝斯曼工程材料(江苏)有限公司

林**

董事长

佛山市达孚新材料有限公司

刘**

研发

佛山市达孚新材料有限公司

杜**

业务经理

佛山市达孚新材料有限公司

柏**

销售经理

苏州聚泰新材料有限公司

王**

总经理

山东赛恩吉新材料有限公司

褚**

技术总监

常州市日新树脂有限公司

汪**

总经理

惠州市沃瑞科技有限公司

汪**

总监

惠州市沃瑞科技有限公司

曹**

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惠州市沃瑞科技有限公司

李**

经理

瓦克

朱**

高级化学师

瓦克化学

刘**

研发化学师

瓦克化学

范**

高级研发经理

瓦克化学(中国)有限公司

郑**

副总裁

广东道生科技股份有限公司

汪**

总监

广东道生科技股份有限公司

张**

技术开发工程师

京博控股

黄**

业务发展经理

3M

张**

经理

3M

张**

市场经理

3M

M**

亚太区市场经理

博德精细化工

刘**

副总

光华

J**

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Wackerchemie

刘**

研发经理

泉州市旭丰粉体原料有限公司

颜**

专员

穗友(上海)贸易有限公司

付**

销售

泰州晟帆新材料有限公司

陆**

副总经理

浙江金纬片板膜设备制造有限公司  

邱**

大客户经理

东莞市利腾达智能装备有限公司

袁**

技术工程师

梅特勒-托利多

李**

经理

深圳市斯诺顿仪器设备有限公司

杨**

研究员

中国科学院化学研究所

王**

电波事业部总监

北京铂帷检测服务有限公司

邓**

研究员

财信证券

马**

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