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    ​特種工程塑料的5G應用,這些材料很搶手!

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    發表于 2020-10-27 16:48:03 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
    來源:5G材料論壇

            
                        
    PPle-system-font, BlinkMacSystemFont, &quot">        特種工程塑料是指長期使用溫度在150℃以上的高性能工程塑料,是繼通用塑料和工程塑料之后發展起來的第三代塑料,其兼具耐熱、絕緣、耐腐蝕和機械強度高等優點,主要品種有聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚砜類、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚醚醚酮、液晶聚合物和氟樹脂等。自2019年以來,隨著5G基站、智能手機、智能穿戴、遠程醫療及汽車通訊等產品的發展,特種工程塑料在5G領域得到了創新應用。

    5G傳輸的信號量是4G的10-100倍,對材料提出來的不只是信號傳輸速度提升這一個簡單要求,還包括損耗更小、信號不丟包、信號傳輸的穩定性和高可靠性。5G通信具有的高速率、多連接、低延時、高可靠,這些要求是對5G整個產業鏈提出的,但作為最基礎的原材料必然首當其沖。
            Part 01
            聚苯硫醚PPS

    聚苯硫醚是分子鏈含亞苯硫醚重復結構單元的聚合物,其突出特點是具有耐高溫,耐腐蝕、耐輻射、阻燃、無毒、機械性能和電性能十分優異,尺寸穩定性好等。
    1、塑料天線振子:采用玻纖增強改性PPS,運用一體化成型注塑技術,使天線一次成型,經鐳雕,電鍍等工藝,實現塑料表面局部金屬化?蛇_到減重降本的目的。
    2、高頻線路板:PPS薄膜作為高頻柔性電路板基材,可降低傳輸損耗,并能保證高溫高濕環境下信號的傳輸穩定性,可用作5G傳輸線纜和天線,應用于5G智能手機、基站和汽車領域。
    3、5G基站濾波器:PPS注塑成型后電鍍,代替鋁作為濾波器腔體,實現輕量化。
            Part 02
            聚酰亞胺PI
    聚酰亞胺是分子結構含有酰亞胺基鏈節的芳雜環高分子化合物,具有優良的耐高低溫性、電氣絕緣性、化學穩定性、耐磨性、阻燃性等。是常用的柔性線路板基材之一。
    高頻線路板:MPI高頻撓性覆銅板主要應用在高頻信號傳輸的FPC天線板上,終端運用于5G手機、物聯網、智能家居、無人駕駛、VR技術等。
    MPI天線是氟化物改進配方的聚酰亞胺天線,目前已經在10GHz以下領域具有跟LCP差不多的性能,有望進一步提升在5G天線上的應用滲透率。
            Part 03
            液晶聚合物LCP
    在通信領域,隨著無線網絡從 4G 走向 5G,頻率不斷提升,對各種電子零部件性能及其穩定性提出了更高的要求,主要體現在材料需要具有更優的介電性能,特別是低介電損耗。LCP的介電性能突出,介電常數和介電損耗隨著頻率的變化波動非常小,高頻信號傳輸穩定性優越,具有低吸濕性,耐化學腐蝕性、耐候性、阻燃性以及低介電常數等特點。
    1、高頻線路板:LCP薄膜傳輸損耗低,彎折性能較好,尺寸穩定性好,可作為FPC基材,可作為FPC天線以及信號傳輸線應用于手機等移動終端;
    2、高頻連接器:LCP材料可作為通訊連接器(如高速背板連接器、Gen-Z、Mini-SAS等),可確保數據傳輸通暢,主要用于基站、服務器、交換機、路由器等,還可作為消費類電子終端連接器;
    3、塑料天線振子:LCP材料可用于天線振子,LCP材料具有一體化成型、更適用于SMT工藝和超低介電損耗的優勢。
            Part 04
            聚醚酰亞胺PEI
    聚醚酰亞胺是一種無定形、琥珀色、透明的樹脂,具有優異的耐高溫性、尺寸穩定性、卓越的機械強度和模量、紅外透過性、耐化學性,較低的介電常數和介電損耗、在寬泛的溫度范圍保持穩定以及良好的金屬化能力,在5G通信領域獨具優勢。
    1、移相器:PEI可作為介質移相器中的介質塊,還可用做PCB移相器支架,滿足在耐高溫耐蠕變要求;
    2、板對板連接器:PEI作為性能優異的絕緣材料,加工安裝簡單方便,可替代PTFE作為板對板連接器的絕緣子;
    3、腔體濾波器:PEI材料具有與鋁相近的線性膨脹系數,可靠的電鍍性能,可代替鋁用作基站濾波器的腔體,有助產品減重,還可用于諧振桿、調節螺絲等濾波器的內外部件;
    4、光通信部件:PEI取代玻璃制造光收發模塊的透鏡,可使元件結構最佳化,簡化其制造和裝配工藝,同時保持精確的尺寸,從而使最終產品的成本大幅降低。PEI還可取代金屬制造光纖連接器,適配器以及其他結構組件;
    5、半導體:PEI應用于半導體前開式晶圓傳送盒 ,化學機械研磨環 , 可靠度檢測置具等多項應用。
            Part 05
            氟塑料
    凡分子結構中含有氟原子的塑料總稱為氟塑料,包括PTFE、PVDF、PCTFE、PFA等,氟塑料具有高耐候性能,優異電氣性能,極低的介電常數以及介電損耗,成為5G領域熱門材料之一。
    1、高頻線路板:PTFE作為目前為止發現的介電常數最低的高分子材料,Df值在0.002以下,在覆銅板中表現出優異的介電性能,是極佳的高頻線路板基材。陶瓷填充或玻纖增強的PTFE應用于介電性能要求較高的5G基站、移動終端天線、毫米波雷達、傳感器等領域。此外,由于由于介電常數低,氟材料經常被用于改性環氧樹脂,或者其他塑料。
    2、高速線纜:PTFE具有優異的耐高低溫、阻燃性和高介電常數等性能,可采用PTFE作為5G通信用高頻線纜的絕緣層。晨光院自主研制的中高壓縮比聚四氟乙烯分散樹脂已成功配套5G線纜生產。
    3、基站濾波器:金屬腔體濾波器中采用了很多PTFE部件,起支撐、絕緣、隔熱的作用,一般通過PTFE棒材加工或者直接模壓成型,也可采用PFA注塑作為濾波器部件。
    4、高頻連接器:PTEF可用作板對板連接器中的絕緣子。
    5、半導體:隨著通信技術和5G網絡的快速發展,市場對于半導體小型化、更快的通信速度、更高的頻率以及低損耗信號的需求將日益依賴氟塑料來實現。PTFE可用于酸堿液存儲運輸容器內襯、芯片的蝕刻清洗熔接槽,PFA可用于晶片花籃、管道等。
            Part 06
            高溫尼龍
    耐高溫尼龍具有良好的耐磨性、耐熱性、耐油性以及耐化學藥品性,低吸水率,優異的尺寸穩定性和機械強度,在很寬的溫度范圍和高濕度環境下保持優異的機械性能。目前已經工業化的品種有PA46、PA6T、PA9T、PA10T等。
    1、5G斷路器:高溫尼龍能滿足低壓電器外殼的要求,適應惡劣的環境與極端的天氣,可用于5G斷路器保證5G通訊柜安全穩定運行。
    2、USB TYPE-C:USB連接器的貼裝主要以SMT制程工藝為主,由于連接器高速的特性以及生產安裝工藝的需要,耐高溫材料成為必須,PPA具有耐高溫和不變形的特性,被廣泛應用在手機USB。
    3、手機天線:PPA作為LDS天線材料具有優異的機械性能及尺寸穩定性,耐高溫,在無鉛焊接后無發泡、低翹曲等情況,無線電信號耗損很低。
            Part 07
            聚醚醚酮PEEK
    聚醚醚酮是一種線型芳香族結晶熱塑性塑料,具有極高的耐熱性、耐變形性,很好的阻燃性和耐熱水性、耐輻射性。
    1、柔性線路板:PEEK薄膜可用于5G射頻天線基板。
    2、半導體:PEEK用于芯片測試、晶片夾,晶片花籃等。PEEK不含鹵族元素,不會污染半導體晶圓,尺寸穩定性高。
    特種工程塑料從20世紀60年代發展起來,從最初的國防軍工等高科技領域進入民用領域,且民用份額逐年增大,特別是以5G為代表的新基建正在加速萬物互聯的智能世界的到來,材料要求更高,特種工程塑料在其中發揮重要作用。        

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