島津試驗機助您認識5G時代新膜材

提供來源:上海百賀日期：2020年09月23日

第5代移動通信技術（簡稱5G）是繼4G通訊之后目前全新一代蜂窩移動通信技術，5G通訊的特點是高數據速率，低延遲，低能耗，低成本，超大系統容量以及大規模設備連接。

為了滿足高性能與便攜性，5G電子產品的輕薄化，元器件的小型化勢在必行，對于電感生產廠商的工藝要求也大大提升。納米級小型化、高精度、代表即將到來的新一代的技術產品，可廣泛應用于5G供應鏈端及模塊端應用，小型化的電子元器件將會繼續擴充產能，將在模塊化產品及5G市場中快速推動，對于部件輕薄化，薄膜化的需求隨著5G應用落地，其應用于開發已有較大幅度增長。本文將為您揭示5G時代的7種薄膜新材料。

5G新材料薄膜與力學測試項

絕緣彎折兩兼顧—— LCP膜

LCP薄膜是一種特殊的絕緣材料，具備低吸濕、耐老化性佳、高阻氣性以及低介電常數等特性，其拉伸強度與彎曲模量也非常優異。LCP材料是國際上公認的5G信號天線與柔性電路板（FPC）必不可少的絕緣材料。5G要求更高的電磁波傳輸速度、更小的信號傳播損失， LCP正是滿足這些苛刻要求的材料，還可以用特殊的LCP絕緣材料隔絕數個信號間相互干擾。當前，各大廠商推出的5G手機多采用了多層LCP天線，而柔性多層電路板與LCP 薄膜相結合而誕生的新型樹脂多層基板，具有優越的高頻特性，具備可撓性，使輕薄可彎曲電路結構成為可能。使用LCP材料可以為手機電池等組件節約大量空間，提高手機內部空間的利用率。5G手機內部精良，天線和電路板小型化，堆疊化是大勢所趨，LCP材料的廣泛應用已迎來集中爆發期。島津已做過一些測定LCP材料的拉伸強度的試驗，在LCP生產與質量控制領域將會發揮更大的作用。

5G天線不可少——MPI膜

隨著5G設備的普及，PI軟板已無法滿足消費者的需求，因此改性PI（MPI）進入了大家的視線。LCP固然優異，但工藝復雜，成本高，是傳統PI天線的20倍。雖然MPI在傳輸損耗、尺寸穩定性和可彎折性等方面并不如LCP，但其而且其成本只有LCP的70%。而MPI材質天線在10-15GHz的高頻甚至更高頻的信號處理上的表現有望媲美LCP天線，故在5G發展中MPI有望替代部分PI，成為中低頻段天線的重要材料。對MPI膜要求有良好的柔軟性，機械性能，耐熱耐化學能力以及較低的吸水性。

芯片面板穿紗衣——非導電粘合膜

非導電粘合膜（NCF）

非導電粘合膜是將IC芯片電極表面和電路表面粘合在一起的絕緣膜，主要用作底部填充和TSV（硅通孔）晶片的粘合材料。與傳統的二維芯片把所有的模塊放在平面層相比，三維芯片允許多層堆疊，而TSV用來提供多個晶片垂直方向的通信。其中TSV是3D芯片堆疊技術的關鍵，而NCF膜則是實現這項技術不可缺少的材料。

晶圓級非導電性薄膜可用于倒裝晶片安裝和 TSV 管芯疊積，間隙和凸點節距都非常小。為了減少客戶的加工程序，晶圓級非導電性薄膜貼有背面研磨膠帶或切割膠帶（二合一結構）。因為對 NCF 進行了晶圓級層壓，因此，可放心處理薄晶圓，不會出現任何破損。

元件固定都需要——MLCC用離型膜

MLCC離型膜主要應用于微型片式多層陶瓷電容涂布層，要求具有優異的機械強度與化學性能，才能保證手機顯示屏與攝像頭電流電阻的穩定。MLCC離型膜主要原材料為PET基膜。

有調查顯示，5G將帶動移動端，小型基站、毫米波裝置等建置量增加一倍。智能手機所需MLCC 元件平均數量約550 顆到900 顆左右，而5G 手機，平均每部手機所需MLCC 數量將超過1,000 顆。預期從4G 過渡到5G 手機，平均每部所需MLCC元件數量將增加33%。另外，設計復雜度更高的5G 基站，結合多輸入多輸出技術（MIMO）天線系統，需要更高容值的被動元件，未來的需求量和發展前景非常可觀。

阻燃絕緣全防護——PEN膜

PEN薄膜主要被用于絕緣膜、座位傳感器等、電容器膜、F級絕緣膜等方面的應用中。近年來，它在5G手機鋰電池的柔性印刷電路板（FPC）中的應用也取得了進展，由于PEN即使燃燒也不會碳化，還可以通過短路防止二次損壞。

PEN膜還具有優良的力學性能，PEN的拉伸強度和彈性模量均比PET高出50%。而且PEN的力學性能穩定，熱收縮率低，硬度高，高溫下尺寸變化小，可防水域氣體的滲透，抗沖擊性能強，絕緣性好，即使在高溫高壓情況下，其彈性模量、強度、蠕變和壽命仍能保持幾乎不變。另外，還具有優良的電氣性能，PEN有與PET相當的電器性能，其介電常數、體積電阻率、導電率等均與PET接近，但其導電率隨溫度變化小，是電器絕緣和保護的理想膜材。

健康阻擾都做到——電磁屏蔽膜

隨著5G設備普及，信號串擾會成為通信的核心待解決問題。5G高頻基站外殼一般是鋁合金壓鑄件，既要防止外界電磁波干擾，又要防止自身產生的電磁輻射干擾外界和危害人體健康，需要在接縫處用電磁屏蔽膜隔開屏蔽。使基站殼體形成一個連續的導電體，材料的導電性越強，渦流效應越明顯，通過導電體的渦流效應和反射效應將電磁波限制在基站內部，從而防止電磁波泄漏造成輻射。

除了對導電性有要求以外，電磁屏蔽膜還要滿足特定的機械性能才能滿足實際應用需要，例如基站集成商對拉伸強度、撕裂強度、斷裂伸長率，抗老化性等都有嚴格的要求。隨著消費電子產品、汽車電子產品、通信設備等行業規模的擴大以及相關電子產品向輕薄化、小型化、輕量化方向發展，電磁屏蔽膜行業的使用率將會逐步擴大。

終端穿上“凱夫拉”——芳綸纖維膜

芳綸纖維具有高強度、高模量、耐高溫的優異性能，具有突出的耐沖擊和電磁波透過性等特性。將芳綸與薄鋁板、環氧無緯布交疊熱壓后形成的超混復合層板，具有較高的比模量和比強度，抗疲勞壽命是鋁合金板的100倍～1000倍，可用于飛機的機身等部位。芳綸纖維制備的樹脂基增強復合材料應用于飛機客體中，可使飛機總重量大大減輕。隨著軍用防護服引入，凱夫拉爾芳綸纖維防彈衣與防彈盔不僅體積小、質量輕，而且防彈效能提高了40%。防彈芳綸無緯布與高性能聚乙烯薄膜制成的軟質防彈背心，具有更好的防彈性能和耐熱性。

5G手機已普及全屏，玻璃背板等新材料的應用，手機掉落摔碎以及隨后帶來的一大筆維修費用著實讓人頭痛，手機保護套已經成為了手機用戶的標準配置，隨著人們將芳綸纖維嵌入手機防護殼，既不會過度增加手機重量，又能防摔防砸，還具有非常好的電磁波透過率，不會影響手機信號和通話質量，相當于為5G手機穿上了堅固通透的“防彈衣”。

島津提供完善的解決方案

島津試驗機長期為薄膜類型材料測試積累技術儲備，能提供完善的解決方案。

島津推出的AGX-V采用智能橫梁，多處理器，多控制單元實現高速采樣和高精度自動控制。搭載了用戶界面的智能控制器和支持直觀操作的試驗軟件。

島津AGX-V