5G高频覆铜板基材:PTFE、PPE/PPO、LCP

来源:工程塑料圈子
覆铜板(CCL)是印刷电路板(PCB)的基材。对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响。因此,印制电路板的性能很大程度上取决于覆铜板的性能。
一、5G对高频覆铜板的需求
由高频覆铜板制成的PCB处于行业金字塔的顶端,介电损耗极低,适用于5G产业。
5G对PCB需求空间约是4G的约3倍;对高频覆铜板的需求是4~8倍。高频高速基材价格仍然显著高于普通基材,大概在10-40倍不等。未来三年,高频覆铜板需求将增加15倍。预计到2025年,国内5G基站天线高频基材累计需求338亿。全球车载毫米波雷达、物联网应用累计需求将达611亿。
二、高频覆铜板的基材
目前常见的高频高速覆铜板用特种树脂材料主要有碳氢树脂、 PTFE、PPE(也称PPO)、LCP、马来酰亚胺树脂、活性酯、环氧树脂等。本文仅列举部分工程塑料基材。
1. PTFE
图 PTFE 基材 覆铜板
PTFE俗称塑料王,具有低损耗、小介电常数和较好的绝缘性,PTFE薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想材料,也是航空航天、军工、5G通讯等工业电子部件不可缺少的材料;PTFE优异的介电性能使其成为5G高频覆铜板基材的主要材料。
根据测算,2020-2025年国内5G基站用PTFE总市场达到76亿元,按照三大运营商的5G基站建设进度,2022年将迎来投放高峰。叠加5G手机对PTFE的需求量,预计2022年5G行业对PTFE将产生约17亿元的新增需求。
2. PPE(PPO)
聚苯醚(PPE)具有比重低、吸水率低、优异的耐热性和耐化学性、良好的电绝缘性、优异的介电性等优点。同时还具备对铜箔的粘结性,非常适合应用于高频高速覆铜板。
蓝星新一代聚苯醚,在保持电化学性能的基础下进行可控的分子量设计,大大改善了传统聚苯醚加工性能差的缺点。
图 蓝星PPE
3. LCP
作为一种液晶高分子化合物,LCP拥有高强度、高耐热性、极小的线膨胀系数、优良的阻燃性、优良的介电性质等。
LCP的分子主链上存在大量的刚性苯环,这决定了LCP独特的加工性质,LCP加热到一定温度时,只要稍微给一点剪切力就会拥有水一样的流动性,这一特性使LCP更容易成型薄壁或薄膜产品。
图 LCP柔性覆铜板
电子电气是LCP的主要市场,除了柔性覆铜板以外,LCP还可应用于手机天线、人造卫星电子部件、喷气发动机零件、汽车机械零件、医疗材料等。
三、高频覆铜板产业现状
高频覆铜板与普通覆铜板的制备流程类似,原材料、工艺配方、工艺过程控制是影响覆铜板介电损耗与介电常数三大重要因素,此三大因素需要长时间的实验经验积累及下游应用产品验证,构筑了高频覆铜板制造商核心壁垒,技术门槛高。
目前市场被美日供应商控制。代表为罗杰斯,以及美资雅龙材料、泰康利、isola等;
日本代表供应商为:松下
国内有:生益科技、超华科技等。
但随着5G商用化的推进,驱动国内覆铜板企业加大研发力度,目前多款产品的性能已达到世界及国内顶尖水平,国产替代势在必行。

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