岛津试验机助您认识5G时代新膜材

使用岛津试验机测试LCP膜拉伸强度

LCP薄膜是一种特殊的绝缘材料，具备低吸湿、耐老化性佳、高阻气性以及低介电常数等特性，其拉伸强度与弯曲模量也非常优异。LCP材料是国际上公认的5G信号天线与柔性电路板（FPC）必不可少的绝缘材料。5G要求更高的电磁波传输速度、更小的信号传播损失， LCP正是满足这些苛刻要求的材料，还可以用特殊的LCP绝缘材料隔绝数个信号间相互干扰。当前，各大厂商推出的5G手机多采用了多层LCP天线，而柔性多层电路板与LCP 薄膜相结合而诞生的新型树脂多层基板，具有优越的高频特性，具备可挠性，使轻薄可弯曲电路结构成为可能。使用LCP材料可以为手机电池等组件节约大量空间，提高手机内部空间的利用率。5G手机内部寸土寸金，天线和电路板小型化，堆叠化是大势所趋，LCP材料的广泛应用已迎来集中爆发期。岛津已做过一些测定LCP材料的拉伸强度的试验，在LCP生产与质量控制领域将会发挥更大的作用。

裁切方向不同的LCP膜断裂方式和拉伸强度变化很大，圈中为W向曲线

用岛津AGS-X试验机测出的LCP薄膜拉伸测试数据

MPI薄膜

随着5G设备的普及，PI软板已无法满足消费者的需求，因此改性PI（MPI）进入了大家的视线。LCP固然优质，但工艺复杂，成本高，是传统PI天线的20倍。虽然MPI在传输损耗、尺寸稳定性和可弯折性等方面并不如LCP，但其而且其成本只有LCP的70%。而MPI材质天线在10-15GHz的超高频甚至极高频的信号处理上的表现有望媲美LCP天线，故在5G发展中MPI有望替代部分PI，成为中低频段天线的重要材料。对MPI膜要求有良好的柔软性，机械性能，耐热耐化学能力以及较低的吸水性。

非导电粘合膜（NCF）

非导电粘合膜是将IC芯片电极表面和电路表面粘合在一起的绝缘膜，主要用作底部填充和TSV（硅通孔）晶片的粘合材料。与传统的二维芯片把所有的模块放在平面层相比，三维芯片允许多层堆叠，而TSV用来提供多个晶片垂直方向的通信。其中TSV是3D芯片堆叠技术的关键，而NCF膜则是实现这项技术不可缺少的材料。

晶圆级非导电性薄膜可用于倒装晶片安装和 TSV 管芯叠积，间隙和凸点节距都非常小。为了减少客户的加工程序，晶圆级非导电性薄膜贴有背面研磨胶带或切割胶带（二合一结构）。因为对 NCF 进行了晶圆级层压，因此，可安全处理薄晶圆，不会出现任何破损。

MLCC离型膜主要应用于微型片式多层陶瓷电容涂布层，要求具有优异的机械强度与化学性能，才能保证手机显示屏与摄像头电流电阻的稳定。MLCC离型膜主要原材料为PET基膜。

有调查显示，5G将带动移动端，小型基站、毫米波装置等建置量增加一倍。智能手机所需MLCC 元件平均数量约550 颗到900 颗左右，而5G 手机，平均每部手机所需MLCC 数量将超过1,000 颗。预期从4G 过渡到5G 手机，平均每部所需MLCC元件数量将增加33%。另外，设计复杂度更高的5G 基站，结合多输入多输出技术（MIMO）天线系统，需要更高容值的被动元件，未来的需求量和发展前景非常可观。

PEN膜为电子产品提供防护

PEN薄膜主要被用于绝缘膜、座位传感器等、电容器膜、F级绝缘膜等方面的应用中。近年来，它在5G手机锂电池的柔性印刷电路板（FPC）中的应用也取得了进展，由于PEN即使燃烧也不会碳化，还可以通过短路防止二次损坏。

PEN膜还具有优良的力学性能，PEN的拉伸强度和弹性模量均比PET高出50%。而且PEN的力学性能稳定，热收缩率低，硬度高，高温下尺寸变化小，可防水域气体的渗透，抗冲击性能强，绝缘性好，即使在高温高压情况下，其弹性模量、强度、蠕变和寿命仍能保持几乎不变。另外，还具有优良的电气性能，PEN有与PET相当的电器性能，其介电常数、体积电阻率、导电率等均与PET接近，但其导电率随温度变化小，是电器绝缘和保护的理想膜材。

随着5G设备普及，信号串扰会成为通信的核心待解决问题。5G高频基站外壳一般是铝合金压铸件，既要防止外界电磁波干扰，又要防止自身产生的电磁辐射干扰外界和危害人体健康，需要在接缝处用电磁屏蔽膜隔开屏蔽。使基站壳体形成一个连续的导电体，材料的导电性越强，涡流效应越明显，通过导电体的涡流效应和反射效应将电磁波限制在基站内部，从而防止电磁波泄漏造成辐射。

除了对导电性有要求以外，电磁屏蔽膜还要满足特定的机械性能才能满足实际应用需要，例如基站集成商对拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、压缩永久形变，抗老化性等都有严格的要求。随着消费电子产品、汽车电子产品、通信设备等行业规模的扩大以及相关电子产品向轻薄化、小型化、轻量化方向发展，电磁屏蔽膜行业的使用率将会逐步扩大。

芳纶纤维具有高强度、高模量、耐高温的优异性能，具有突出的耐冲击和电磁波透过性等特性。将芳纶与薄铝板、环氧无纬布交叠热压后形成的超混复合层板，具有极高的比模量和比强度，抗疲劳寿命是铝合金板的100倍～1000倍，可用于飞机的机身等部位。芳纶纤维制备的树脂基增强复合材料应用于飞机客体中，可使飞机总重量大大减轻。随着军用防护服引入，凯夫拉尔芳纶纤维防弹衣与防弹盔不仅体积小、质量轻，而且防弹效能提高了40%。高档防弹芳纶无纬布与高性能聚乙烯薄膜制成的软质防弹背心，具有更好的防弹性能和耐热性。

5G手机已普及全面屏，玻璃背板等新材料的应用，手机掉落摔碎以及随后带来的一大笔维修费用着实让人头痛，手机保护套已经成为了手机用户的标准配置，随着人们将芳纶纤维嵌入手机防护壳，既不会过度增加手机重量，又能防摔防砸，还具有非常好的电磁波透过率，不会影响手机信号和通话质量，相当于为5G手机穿上了坚固通透的“防弹衣”。

岛津提供完善的解决方案

随着5G通讯设备朝着更小型化，精密化的方向发展，对各种电子用新材料薄膜的应用会更趋热烈，在研发，生产等领域释放出越来越大的对此类产品的检测与质量控制的需求。岛津试验机深耕于材料力学测试领域已逾百年，不断探索新材料和热点领域，深受材料测试领域从业人员的倚重与信赖。本文试图通过对5G相关薄膜材料的介绍，一方面使各位获悉材料领域在5G通讯行业中那些不为人所注意的进步，同时也希望各位能够借助岛津试验机在科研，生产等领域不断前进。