巨头宣布停产！5G新材料的“战略转折”

近期，可乐丽宣布停止生产 Vecstar™ FCCL 柔性覆铜板，但其日本西条市工厂仍将继续生产和销售 Vecstar™ 液晶聚合物（LCP）薄膜，并努力扩大其应用范围。据了解，Vecstar™是世界上第一款LCP薄膜，基于可乐丽独特的成膜技术开发而成。

预期不及现实

LCP曾被预测将替代聚酰亚胺成为5G时代天线材料的主流选择，然其基板产品制作工艺复杂、高成本、下游商业化不达预期等一系列现实问题成为其广泛应用的主要障碍。

无线通信技术在过去十年中得到了长足的发展，商用化的高性能微米/毫米波通信设备所需的具有高功率输出、高增益、低噪声、高线性度等优异性能的电子器件引起了国内外雷达与天线设计、电子对抗等行业专家的广泛关注。但由于基板材料的限制，这类高性能微波器件目前仍面临技术挑战。

在LCP基板出现之前，业界广泛运用的挠性介质基板材料大多为聚酯和聚酰亚胺（PI）树脂类基板。

其中，PI具有耐热性好、柔性强、物理强度高、介电常数（Dk）/介质损耗（Df）较低等优势，因此一直以来都是挠性覆铜板重要的介质材料，市场占有率在挠性覆铜板产品中高达80%以上。

不过，PI材料却存在长期应用风险：高达2%以上的吸湿率让这一材料具备高吸水性能，而这种性能极易导致其介电特性发生剧变，在高频特性下信号传输不稳定，损耗急剧增加。尤其是对天线这类用于信号收发的模块来说，这一缺陷极为致命。

而采用同样性质优异且吸水率（23 ℃.24 h）仅有0.04% 的LCP来替代PI作为关键性介质层材料，用于解决后者吸湿率高等问题，特别适用于5G通信天线领域。

不过，虽然LCP的性能完美适配高频通信领域核心部件的要求，但由于这一材料同时兼具特殊的各向异性、化学惰性等均导致其加工过程难度较高，另，稳定的物化性能导致的与金属结合力差的问题同样限制了其发展。

从适用于通讯设备的挠性印制电路板所用的挠性覆铜板（FCCL）的结构来看，FCCL是指以PI薄膜或LCP薄膜等绝缘材料为基材，表面覆以满足挠曲性能要求的薄铜箔导体而得到的单面挠性覆铜板或双面挠性覆铜板。

LCP的化学惰性主要表现在其对Cu的吸附特性差，产生这种现象的原因是LCP基材上的Cu原子低温下附着力差，扩散率低，这一化学惰性给进一步的加工制造、尤其是多层化造成了困难。为了克服这些困难，众多研究提出了使用等离子气体活化LCP在改善附着力和表面活化方面的应用。微电子行业和封装技术专注于优化铜层和PCB基板之间的附着力，同时保持能在高频应用的光滑表面。

目前，工业上LCP基材与铜层的层间结合常用纯胶粘合的方法来达到提升结合力的目的，而等离子体处理后采用无胶方法直接压合所需热压温度很高，通常达到220℃或更高，超越了企业中常用的快压机可以达到的热压条件。

另外，LCP挠性电路板在成本方面的问题也严重阻碍了其规模化应用，据了解，相同规模的LCP射频天线的成本约为PI天线的10-20倍。

LCP还有哪些可能性

除了挠性电路板外，事实上，LCP在通信领域还可用作基站天线振子、基站高速连接器。另外值得一提的是，近日，金发科技公布的《2024 年度“提质增效重回报”行动方案评估报告》中显示，该企业研发的LCP已广泛应用于高速连接器、高转速散热风扇、新能源电池结构件等部件。

天线振子

天线振子是天线的核心部件，主要负责将信号放大和控制信号辐射方向，同样可以使天线接收到的电磁信号更强。目前振子的材料均为金属，使用金属制造的振子目前的主要问题是造价昂贵且质量过大，对天线的质量控制带来了很大的难度。而使用塑料材料作为天线主材不但可大幅度地减轻质量且很好地控制振子的成本。

在5G天线振子设计中，有两个方案。一是激光镭射挂镀塑料（LDS）材料与金属材料相结合。用LDS材料做天线振子，背面采用金属材料降低成本，不需要所有的地方做化学镀。二是用聚苯硫醚（PPS）或者LCP做电镀。由于需要SMT回流焊，选择的基本上都是高温工程塑料。现在部分厂商多采用PPS，但PPS的介电损耗在 2.5GHz下，差不多是4‰，而在实际的频率下，LCP的介电损耗仅为1.5‰，且在2.5GHz的情况下可能会更低 。所以目前使用较多的PPS未来有望被LCP所取代。

基站高速连接器

高速通讯连接器的主要运用领域有通信、网络、医疗、家电、仪器设备等，强有力地牵引着连接器技术的发展。连接器是电路中沟通的桥梁，广泛应用于包括数据通信、电脑及周边、消费电子、汽车、工业、医疗、航空航天、及军事等领域。

连接器一般由冲压件电镀后和注塑件组装而成。冲压件作为导电线，注塑件作为连接器的骨架。原来的连接器骨架基材用ABS等工程材料制作。用在 5G 高速通讯连接器一般工程材料无法满足低时延、高可靠、低功耗的需要，用LCP材料是很好的选择，LCP具有注塑特点，能够生产出热塑性塑料部件，此类部件会具备独特的加工特性和极高的性能，因此由于具有高耐热性、良好的流动性，可实现减重或减少壁材，通常能够替代金属、陶瓷和其他塑料。

当然，LCP的应用领域不止通信领域，在电子电器领域，LCP可应用于高密度连接器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳等；在汽车工业领域，LCP可用于汽车燃烧系统元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件等；在航空航天领域，LCP可用于雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射壳体等领域。

来源：各公司官网、橡塑技术与装备、学术论文等