村田LCP薄膜及软板的发展及概况
通信技术进入5G时代,不仅改变了人们的生活方式,同时也对通讯硬件领域的发展带来了挑战,5G通讯要求低高频信号损耗,耐高温以及其他特殊要求,使得很多传统的天线材料面临淘汰
村田LCP薄膜及软板的发展及概况
通信技术进入5G时代,不仅改变了人们的生活方式,同时也对通讯硬件领域的发展带来了挑战,5G通讯要求低高频信号损耗,耐高温以及其他特殊要求,使得很多传统的天线材料面临淘汰,并引发新材料的应用。如市场最近几年火起来的LCP膜,由于具有很低的高频传输信号损耗,以及在毫米波传输阶段的优势,现在俨然成为最火的薄膜材料之一。
目前全球LCP薄膜能够应用于实用阶段的制造商并不多,而且实现LCP 薄膜生产的涂布法和共挤法,也主要由日本企业把控着生产及专利,其中之一就是日本电子器件生产商村田制作所。今天我们就和大家分享村田LCP薄膜的研究发展及在5G通讯的应用。
村田的LCP电路板 “MetroCirc”
2017年9月份苹果公司发布的iPhoneX 和iPhone8手机,在手机里率先使用了4个LCP软板,其供货厂商就包括村田。村田生产的LCP高功能电路板的名字叫 “MetroCirc”,号称具有折纸般的柔软性,也被称为“软板”。其后续推出的的iPhone12使用全新的LCP软板来持续提升到天线数量,同时新材质柔性便于设计,有效利用手机内部空间,并且也能保证可靠的高频高速传输。
5G智能手机的零部件数量增加,手机内部空间变小。由于MetroCirc可以根据手机内部的形状而弯曲,所以它能有效利用有限的空间。
另外,对于5G中使大容量通信成为可能的“毫米波”波段,由于MetroCirc的传输损失较少,具备能够稳定传输电波的巨大优势,所以在支持毫米波的终端方面,MetroCirc的使用将大幅增加。
村田的相关负责人表示:村田从2008年就开始开发MetroCirc,由于担心技术泄密,直到2017年才对外公布。因此保护了近十年的时间。
村田LCP产品专利申请分析
村田制作所是日本一家电子零件专业制造厂,于1944年10月创立,1950年12月正式改名为村田制作所。村田是全球领先的电子元器件制造商,其最核心最有优势的是电子元器件的设计与制造。主力商品是陶瓷电容器,高居世界首位。
村田与LCP相关的专利共计有145项,从2013年开始,LCP相关专利申请数量有了明显的增加,并且每年稳定增加15项左右。在145项专利中,与LCP软板相关的专利数量最多,这也体现了该产品确实在村田布局中处于核心地位。
村田LCP树脂/薄膜技术研发路径
在技术研发初期,村田更加聚集在薄膜本身的理化参数的提升上,例如聚合物熔点、成膜的表面粗糙度。早期专利采用的主要技术是氟树脂作为支撑膜,然后与LCP膜进行复合,这主要是从制备工艺的角度进行改进的。
但是因为LCP薄膜无法单独进行使用,必须在后续与铜箔进行复合,所以还需考虑在进行后续的使用和生产过程中,怎么去提高下游工序产品的质量。例如与铜箔的粘附性或者接合性。为了提高它们的粘合性,村田主要采用了表面处理和树脂化学组成相结合的方式,用等离子体辐射工艺对LCP薄膜表面进行处理,来改善薄膜初始的粘附性。
从2015年开始,村田在LCP树脂、薄膜上的专利布局开始慢慢体现出来它对高频通讯领域的关注。例如,在进行LCP膜制备的时候,除了去改善薄膜的粘度外,还会同时关注到薄膜介质的损耗。在研究LCP薄膜的微观结构的时候,通过激光处理来对薄膜中的纤维化部、结晶部进行设计。
但不管怎样设计,其最终目标是为了提高薄膜的柔软性。所以无论是高频通讯中关注的介电损耗,还是薄膜的柔软性,这都侧面体现了村田在这个时候已经开始为LCP软板的制备做基础储备了。
通过关注与树脂、薄膜相关的专利申请人,发现早期和树脂、薄膜相关的专利的申请人是Primatec公司,它在2016年被村田收购,成为村田的全资子公司。因为村田的优势是电路元件的设计与制造,而对于高频通讯软板所必须的LCP树脂,村田则是通过借助技术外部引入来实现的。
通过对村田LCP树脂、薄膜技术研发路径的梳理,将更好的推进中国国内对LCP薄膜及软板技术的研究及开发。