由于5G高速、高频等特点,为保证可靠性、减少信号在传输过程中的损耗,5G通信对天线材料的介电常数、介质损耗因子等指标有更高要求。目前4G时代手机天线所用的柔性电路板(FPC)基材主要是聚酰亚胺(PI),这是综合考虑了PI其优良的机械强度、弯折性能、持续稳定性、耐热性、绝缘特性等优点。但是,由于PI基材吸水率太大,介电常数(Dk)和介质损耗因子(Df)也较大,尤其对工作频率超过10GHz的产品影响***,因此很难满足5G时代对天线材料的要求。目前主流的解决方式有两种:改性PI(MPI)或者LCP,其中MPI在Sub-6G具备一定综合优势,但随着5G商用化进程的推进,毫米波阶段仍将以LCP为主。传输可靠性方面,LCP>MPI>PI;防潮性方面,LCP>MPI>PI;但成本方面,目前LCP薄膜受制于产品良率和薄膜供应垄断,成本比较高,经济性比较低,而PI膜作为成熟应用产品成本比较低,但无法用于5G时代的天线传输。经过改性后的MPI在Sub-6G阶段能够和LCP分庭抗礼,但在毫米波频段损耗较LCP差距进一步拉大,因此在毫米波阶段LCP仍将是主要天线膜材。
随着高频高速应用趋势的兴起,LCP将替代PI成为新的软板工艺。新型LCP天线客户至上
LCP制膜**技术由少数日本企业掌握,且能够实现成熟应用的更少。薄膜技术按商业化成熟度可分为实验品(样品)——产品(符合要求)——商品(成熟应用)三个阶段。根据我们产业调研,目前市场上掌握天线用LCP制膜**技术的企业主要是日本村田、日本可乐丽以及日本千代田,而能够真正达到商品阶段的就属日本村田和可乐丽。主流厂家以吹膜法以及流延、双向拉伸制膜技术解决制膜过程中LCP分子取向问题。由于LCP分子刚性强、排列规整,分子链易取向,所以往往成膜后在宽幅(TD)方向受力易破膜,因此现有的制膜技术都是以打乱分子取向为出发点。美国Superex公司**早投入LCP薄膜制作,通过旋转摸头来破坏分子排列的顺向性,其产品主要应用于食品包装;同时,比较有**性的就是日本村田Murata通过双轴延伸二次加工方式来增加TD方向分子排列;此外日本住友拥有涂布加工制膜的**技术。北京LCP天线技术指导在树脂-薄膜-FCCL-FPC-天线模组-终端的天线产业链中,各环节中薄膜供给**为稀缺。
LCP软板具有更好的柔性性能,相比PI软板可进一步提高空间利用率。柔性电子可利用更小的弯折半径进一步轻薄化,因此对柔性的追求也是小型化的体现。以电阻变化大于10%为判断依据,同等实验条件下,LCP软板相比传统的PI软板可以耐受更多的弯折次数和更小的弯折半径,因此LCP软板具有更好的柔性性能和产品可靠性。优良的柔性性能使LCP软板可以自由设计形状,从而充分利用智能手机中的狭小空间,进一步提高空间利用效率。以村田制作所的MetroCirc产品为例,对于跨越电池的软板连线,其LCP软板可以完美贴合,而传统PI软板在回弹效应的影响下无法较好的贴合电池表面,造成空间浪费。
低介质损耗和极低吸水率赋予LCP材料优异的信号传输性能相较于PI,LCP可大幅减少高频传输损耗。根据住友电气工业数据,LCP和PI材料相比,在5GHz频率时传输损耗更小,且随着频率的逐渐提升,损耗减少幅度进一步扩大。LCP材料的极低吸水率注定其成为5G天线传输的**膜材。相比PI,除了LCP拥有较低的介质损耗因子Df外,还有一个重要指标便是其吸水率极低,即几乎不会吸潮,因此其基材的损耗-频率曲线在吸湿前后迁移并不明显,相反PI基材的损耗-频率曲线在吸湿前后迁移较为明显,传输损耗较大。
LCP 材质具有低介电常数(Dk=2.9)、低介电损耗(Df=0.001-0.002)的特质。
其中,于2014年收购三星精密全部LCP业务的沃特股份,是目前全球***可以连续生产3个型号LCP树脂及复材的企业,年产能3000吨。近期,沃特股份在互动平台表示,其LCP产品已在部分高频通讯领域部件中得到使用,薄膜级LCP处于客户测试及认证阶段。金发科技作为改性塑料**,从2009年开始自主研发LCP材料,目前已有产能3000吨,未来将扩至6000吨。金发科技在互动平台表示,与5G通信设备厂商合作,已开发适用于柔性天线的膜级LCP树脂,在薄膜成型厂家经过了多次验证和评估,材料性能能够满足应用需求,并已小批量出口到日本。此外,普利特已成功研发出注塑级、薄膜级和纺丝级LCP树脂材料。其中,注塑级LCP树脂已批量供货至下游客户,同时和下***业**客户联合研发LCP薄膜和LCP纤维等具体产品。宁波聚嘉已具备膜级LCP树脂生产能力,薄膜产品正在中试阶段。
LCP主要应用在高频电路基板、COF基板、多层板、IC封装、u-BGA、高频连接器、天线、扬声器基板等领域。无锡LCP天线产品的辨别方法
LCP具有优异的电学特征:正切损耗非常小,*为0.002即使在110 GHz时也只增加到0.0045,非常适合毫米波应用。新型LCP天线客户至上
LCP天线模组将是国产厂商率先突破环节。模组方面,立讯精密、安费诺率先进入苹果LCP天线模组供应,18年第三季度,立讯精密LCP天线已实现创收。鹏鼎控股、台郡等软板厂商亦有进入可能。信维通信具备LCP产品能力,进入送样测试阶段。硕贝德、合力泰、瑞声科技、电连技术、福莱盈等手握技术有望介入LCP天线模组。
另外,需要注意,目前LCP产业链暂由日美厂商主导,苹果LCP天线国产供应链基本成型。LCP树脂/薄膜供应商较少且产能有限,国产厂商积极投入,部分进入验证阶段。LCPFCCL日厂优势明显,台厂积极布局,国内厂商生益科技已有产品储备。LCP软板仍由日台厂商主导。LCP天线模组则是国内厂商率先突破环节,立讯精密已成为苹果主力供应商。
新型LCP天线客户至上
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