一、5G時代電子工業對低介電材料的需求
5G是第五代移動電話通訊技術的縮寫,其峰值理論傳輸速度可達每秒數10Gb,比4G網絡的傳輸速度快數百倍。我國的5G初始中頻頻段為3.3-3.6GHz和4.8-5GHz兩個頻段,24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高頻頻段正在征集意見;而國際上主要使用28GHz進行試驗。
電磁波頻率越高,則波長越短,繞射能力就越差,傳播過程中的電磁波的衰減也越大。這里就涉及到一個介電常數的概念,一般說的低介電材料均表示低介電常數的材料。
那么,相對介電常數是什么?跟電磁波有什么關系?跟5G又有什么關系?
1、介電常數與5G的關系
首先介電常數是一個主要由材料本身性質決定大小的參數,它的影響因素很多,比如材料的極性、分子結構、結晶性等等。
其次繞開各種公式不講,介電常數簡單理解就是,它數值越大,對電磁信號的影響就越大,就是會極大地削弱電磁信號。
前面有提到,電磁波頻率越高,則波長越短,繞射能力就越差,傳播過程中的電磁波的衰減也越大。因此5G時代的高頻信號想要盡可能減少傳播損耗,低介電材料的開發應用顯得非常重要。
2、電子工業上5G的低介電常數要求
在電子、電器領域,由于5G時代的來臨,對電子信號的傳輸速度及損耗比4G 產品的要求更高。通常,對樹脂材料的介電常數,4G產品只要求達到100MHz 3.7以下即 可,目前傳統的PBT、PPS等樹脂復合材料的介電常數一般在100MHz 3.4?3.7之間,基本上 都可以滿足技術要求。
而5G產品對樹脂復合材料的介電常數一般要求達到100MHz 2.8? 3.2之間。其中要注意的是,介電常數在不同頻率下測試的數值會有稍微不同,比如 LCP 的介電常數在1KHz下為4.3,在1MHz下為3.8,在10GHz下為3.6。
圖 部分高分子材料的介電常數,數據源于網絡,僅供參考
二、聚苯硫醚基本介紹
聚苯硫醚(PPS)是由硫原子和亞苯基環以對位替換模式形成的聚合物。其分子結構中含有高度穩定的化學鍵,使其對熱降解和化學反應均具有很高的分子穩定性。
同時,該聚合物的分子結構也易于形成一個具有熱穩定性的晶體點陣,因此,PPS 是一種結晶熔點高達 285°C左右的半晶狀聚合物。
圖 PPS結構式
由于其分子結構所呈現的特點,PPS 在燃燒中往往會形成炭質殘渣,使材料具有與生俱來的阻燃性能。尚未發現 PPS在低于 200°C(392°F)左右的溫度下, 溶于任何溶劑。
PPS是特種工程塑料第一大品種,也被譽為繼PC、PET、POM、PA、PPO之后的“世界第六大工程塑料”,還是八大宇航材料之一。
圖 碳纖維增強PPS
目前PPS的應用主要是在電子電器和汽車兩個方面,其中在電子領域的應用包括電視機、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線柱,電動機的起動線圈、葉片,電刷托架及轉子絕緣部件,接觸開關,繼電器,電熨斗,吹風機,燈頭,暖風機,F級薄膜等。
特別是隨著智能移動終端、智能汽車部件、智能家居設備、可穿戴設備的橫空出世和暴漲需求,納米注塑成型技術近三年來的應用領域迅速擴大,在5G通信領域有著巨大的市場應用潛力。而聚苯硫醚(PPS)是最常用的納米注 塑專用料之一。
圖 PPS絕緣膜
三、低介電PPS在5G時代的新機遇
5G時代的到來是不可爭議的趨勢事實,那么低介電PPS在5G時代將有哪些應用場景呢?
為此小編請教了幾位PPS業內的專家,他們都表示,在5G時代,PPS將在薄膜、基板等電子市場有所增長,特別是在電子基板材料的選擇上,目前只有PI(聚酰亞胺)、LCP(液晶聚合物)兩種材料可供選擇,而低介電PPS薄膜的開發將有望替代 LCP 在柔性線路板上的應用。
低介電PPS與 LCP 相比較,它主要有這些優點:成本價格低、低介電可行性高、介電損耗更低、金屬結合力強、耐溫阻燃等等。
圖 LCP在晶體管上的應用
四、低介電PPS的制備與發展關鍵
低介電PPS的制備方法主要是通過共混其他更低介電材料來獲得,比如和相對介電常數為2.0(1MHz)的PTFE(聚四氟乙烯)共混,或與籠型聚半硅氧烷等可增加自由體積的材料共混等等。
目前國內的廠家已經開發出了注塑用低介電PPS,但在低介電PPS薄膜仍在開發中,這是因為PPS薄膜的制備需要高分子量的PPS樹脂,國外的高分子量PPS樹脂采購有諸多限制,而國產的高分子量PPS樹脂與國外產品仍有一定的差距。
業內PPS改性專家表示,目前正在和上游廠家探討合作開發高分子量PPS樹脂,以便更好地促進低介電PPS的開發與應用。
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推薦活動:邀請函:第三屆特種工程塑料論壇(4月24日 蘇州)
第三屆特種工程塑料論壇
The ThirdPPA,PPS Forum
(2019年4月24日)
蘇州 高鐵金科大酒店
暫定議題:
時間 | 主要議題 | 嘉賓 |
8:50-9:00 | 開場介紹 | 艾邦高分子 總經理 江耀貴 |
9:00-9:30 | PPS在電子領域的應用 | 塞拉尼斯 資深應用開發工程師 簡永增 |
9:30-10:00 | 布斯混煉機在高溫高性能工程塑料改性的應用實例 | Buss布斯康龐廷 銷售經理 朱亦鳳 |
10:00-10:30 | 普利特特種材料的開發及應用 | 上海普利特 博士 肖浩 |
10:30-11:00 | 茶歇 | |
11:00-11:30 | PPS改性研究 | 蘇州歐瑞達 高級研發工程師、副總經理 熊軍 |
11:30-12:00 | PEEK特種工程塑料的應用前景 | 鵬孚隆 總經理 于順東 |
12:00-14:00 | 午餐 | |
14:00-14:30 | PPS在新能源汽車的應用 | 寶理塑料 銷售經理 丁駿 |
14:30-15:00 | 光伏接線盒產品介紹 | 易通光伏 技術經理 王偉 |
15:00-15:30 | PPS&PPA的應用及開發方向 | 新和成 總經理 周貴陽 |
15:30-16:00 | 茶歇 | |
16:00-16:30 | 科萊恩色母粒高溫樹脂配色解決方案 | 科萊恩 技術經理 楊軍 |
16:30-17:00 | 科萊恩Exolit OP阻燃劑有助于確保電動汽車防火安全 | 科萊恩 技術市場服務工程師 戴瑩瑩 |
17:00-17:30 | 低介電常數PPS的開發與應用 | 納磐新材料 周玄全 總經理 |
18:00-19:30 | 晚餐 |
贊助及支持企業:
寶理塑料
塞拉尼斯
Buss布斯康龐廷
浙江鵬孚隆新材料有限公司
保定易通光伏科技股份有限公司
江蘇利思德新材料有限公司
南京天詩新材料科技有限公司
密友集團有限公司
東西貿易(上海浦東新區)有限公司
三井化學(中國)管理有限公司
長纖(廈門)新材料科技有限公司
大連環球礦產股份有限公司
蘇州歐瑞達塑膠科技有限公司
浙江新和成特種材料有限公司
上海普利特伴泰材料科技有限公司
特塑(大連)高分子材料有限公司
蘇州奪奇材料科技有限公司
廣州創特技術有限公司
深圳大金創新材料
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