液晶聚合物材料在5G技术中的应用

液晶聚合物材料在5G技术中的应用

随着5G通讯技术的发展，一些设备需要更低的信号延迟，例如移动云计算、可穿戴设备、无人驾驶、智能家居等， 这就需要大幅降低信号的传输延迟。因此，5G通讯技术的实现对于新材料的依赖程度将超过以往任何一代，这主要是由5G通讯技术的特征决定的。

5G技术对材料性能的需求

5G通讯技术的实现对于新材料的依赖程度将超过以往任何一代，这主要是由5G通讯技术的特 征决定的。5G通讯具有信号传输超高速（达到约10Gbps）、超低延迟（<1ms）与多用户接入等特征， 对现有材料的综合性能提出了苛刻的要求。信号传输延迟是指信号从发出到接收所需要的时间，是 衡量信号传输速率的重要指标。由于5G高频通讯用毫米波会诱发高分子电介质材料产生更大的损耗，因此在高频通讯中，为了降低损耗，必须尽可能降低介质材料的介电性，即采用具有低介电特性的高分子介质材料。

液晶聚合物材料的性能优势及缺陷

液晶聚合物（LCP）根据形成液晶状态的条件不同，可将液晶聚酯分为两大类: 溶致性液晶和热致性液晶。热致性液晶聚酯由于其具有一定的分子取向性、优异的熔融流动性、耐热性、强度和刚度，因而被广泛用作电子电气零部件及光学零部件。但其也有一定缺陷，其性能不足之处主要有：性能各向异性、分子取向度高；键合强度低；表面易出现纤维状；耐弯折性能低等。尽管存在一定缺陷，LCP仍然被认为是目前可满足5G高频应用需求的最具应用前景的高分子材料之一。

针对液晶聚合物（LCP）的改性研究

目前针对液晶聚合物存在的缺点，许多研究团队已经从多个角度开始着手对液晶聚合物改性的研究。

针对LCP分子间作用力强、加工性能差的缺陷，日本住友化学株式会社提出了改善LCP加工特性的结构设计思路。在传统LCP聚合物分子结构中引入柔性链间基团、大侧基或者不对称无规结构单元可以显著降低其液晶相转变温度。加入某些特定溶剂，如四氟苯酚（TFP）、五氟苯酚（PFP）、3,5-双三氟甲基苯酚（BTFMP）甚至可以 制得溶致液晶LCP，进而采用涂覆工艺制备LCP薄膜。目前，日本多家企业都向市场推出了面向 5G 高频应用需求的 LCP 薄膜制品。

针对 LCP 与铜箔之间键合强度有待提高的问题，日本东洋钢板株式会社提出了采用表面活化键合工艺来提 高LCP/Cu键合强度的方法首先将LCP薄膜与铜箔置于真空室中，然后采用氩等离子体将LCP薄膜表面吸附的杂质以及铜箔表面的氧化物去除，得到表面活化的LCP与铜箔，最后将二者压延键合得到覆铜板。测试显示，采用该工艺可使LCP与铜箔的剥离强度大幅提高。

为了获得既满足低介电常数要求，又能保持可使 用的机械性能的LCP材料，我国科学家采用以玻璃纤维、中空玻璃微球为填料，进行了一系列实验。

研究发现，在保持填充质量分数30%不变的前提下，仅10%的中空玻璃微球用玻璃纤维替代时，不仅材料机械强度得到大幅提高，而且能大大降低材料的密度。

感想总结

本次主要分享了液晶聚合物（LCP）在5G方面的应用和研究进展，对于课内所学的液晶高分子所拥有的特性有了更深刻的印象和了解。

而液晶聚合物这种材料本身相比传统材料来说，其拥有的优异性质如其流动性代来的加工性以及其具有取向性代来的强物理性质，都表明这种类型的材料应该有更广阔的应用空间等待人们去开发探索。

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