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液晶高分子（Liquid Cystal Polymer:LCP）為典型芳香族高分子材料，依耐熱性高低大略分為三個(gè)類(lèi)型，如圖一所示。具有剛直棒狀之分子結構與列向性為其材料特征，因此LCP具有優(yōu)異的耐熱及機械特性，被廣泛應用于3C電子產(chǎn)品、航太、軍用及汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)LCP應用蓬勃發(fā)展，在許多高值化及高端應用領(lǐng)域可看到。 LCP的相關(guān)產(chǎn)品，其中又以L(fǎng)CP薄膜發(fā)展最受矚目。因其具有低吸濕、低介電常數及低介電損耗的特性，且隨著(zhù)5G高速傳輸的時(shí)代來(lái)臨，目前應用于手持行動(dòng)通訊軟性銅箔基板（FCCL）的PI膜將不敷使用。

市場(chǎng)趨勢

目前全球LCP產(chǎn)能約為4.14萬(wàn)噸，供應商集中在美、日兩國,美國產(chǎn)能約1.7萬(wàn)噸，主要大廠(chǎng)是泰科納（Ticona），該公司在并購杜邦（DuPont）LCP廠(chǎng)后，目前年產(chǎn)能在2.2萬(wàn)噸，日本較具規模的公司為寶理（Polyplastics）及住友化學(xué)（Sumitomo），年產(chǎn)能分別為1萬(wàn)噸與9,200噸。目前寶理在位于富士的工廠(chǎng)有新廠(chǎng)擴產(chǎn)計劃，該廠(chǎng)在2012年投產(chǎn)5,000噸的LCP產(chǎn)能。而住友化學(xué)是從美國Carborundum 公司引進(jìn)技術(shù)，保有精密零組件市場(chǎng)。根據日本富士總研指出，目前LCP樹(shù)脂全球預估到2020年全球LCP樹(shù)脂產(chǎn)量約達3.5~4萬(wàn)噸，主要應用在電子與通訊產(chǎn)業(yè)，在未來(lái)5G的高頻傳輸需求下，LCP材料有望取代目前普遍使用的PI材料，LCP市場(chǎng)將出現供不應求的窘境。

液晶高分子(LCP)膜材應用

LCP膜材的多樣應用性與日俱增。隨著(zhù)高頻通訊傳輸時(shí)代的來(lái)臨，預估2018年全球智能手機出貨量將超過(guò)15億支，平板電腦出貨量將超過(guò)3億臺，一支智慧型手機約使用8~12片軟板，預估2020年后全球市場(chǎng)年增長(cháng)率將年增10%，且需求量逐年增加。一般Connetor射出用線(xiàn)性L(fǎng)CP，因其無(wú)糾纏至剛直棒狀的高分子結構呈現極低的熔融黏度及近似牛頓流體型之熔融流變行為，不易進(jìn)行高熔融強度需求之押出成膜或吹膜等加工成型制程。因此，借助分子設計之LCP膜材料，以順利進(jìn)行押膜等成型加工制程，研制高性能LCP膜材料，已成為全球各LCP Maker眾所努力之研發(fā)目標。此高性能LCP膜材料之潛在應用領(lǐng)域如下：1LCP用基材；2TBGA及CSP用Interposer；高密度構裝用多層基板；4高頻基板；5IC Packaging用絕緣Film/Tape；Bear Chip及CSP貼合主機板用接著(zhù)Tape；7TAB用Carrier Film及Adhesive Film。

LCP在吸水率、阻氣特性、介電常數及尺寸穩定性皆凌駕目前所使用之PI構裝材料,可因應次世代電子構裝材料及高性能工程塑膠基材之需求。LCP具有比PI膜材料更低之吸水率、介電常數、損失系數、熱膨脹系數（CTE）及較優(yōu)之尺寸穩定性、阻氣性及熱傳導率，且具有可回收再利用之熱可塑材料特性，可直接進(jìn)行熱帖合銅箔，而不需要Epoxy背膠。而LCP材料合成所需之關(guān)鍵單體原料，如p-HBA、BP及TPA等，國內皆有生產(chǎn)，因此更具有低原料成本的優(yōu)勢競爭力，預期應用到次世代電子構裝材料之潛力無(wú)窮。

液晶高分子（LCP）薄膜加工技術(shù)目前發(fā)展情形

LCP材料具有高分子排列順向性，于加工制膜后LCP分子流動(dòng)特性受加工制程影響，且對薄膜機械性質(zhì)之影響。最早投入LCP制作開(kāi)發(fā)的Superex(Foster-Miller)公司，借由旋轉模頭調控不同方向剪切應力，以調控分子排列順向性，如圖六所示；日商Kuraray則透過(guò)吹膜制程中的吹脹制程，進(jìn)一步調控MD/TD方向的薄膜特性；Primatec(Japan Gore-Tex)則提及可透過(guò)雙軸延伸二次加工方式來(lái)增加TD方向分子排列特性等。

國際發(fā)展趨勢與工研院于高分子（LCP）材料之能量

目前全球LCP樹(shù)脂供應商約超過(guò)10家，但不同于樹(shù)脂，LCP膜加工技術(shù)制程門(mén)檻高，現今市場(chǎng)上公開(kāi)具備或銷(xiāo)售LCP之制程技術(shù)、專(zhuān)利或產(chǎn)品的公司，主要有美國Superex、日本Kuraray、日本Primatec、日本Sumitomo。以日本Kuraray占高頻軟板應用市場(chǎng)大宗（全球市占率>90%），Kuraray生產(chǎn)的LCP膜商品，厚度范圍為25~175μm。在2016年的Film Tech OSAKA展會(huì )中，日本千代田公司發(fā)表膜厚為25μm的LCP薄膜，熔點(diǎn)約為317℃，Dk =2.81，Df =0.001，

Polyplastics公司在此展會(huì )中也發(fā)表了低介電的LCP材料，主要強調與玻纖形成復材后可維持低介電的特性，測試頻率為10GHz TD方向時(shí)，RSL11123 LCP的產(chǎn)品的Dk =2.8/ Df =0.002,且耐熱溫度達230℃；RSL10986 LCP的產(chǎn)品的Dk =2.9/ Df =0.005, 且耐熱溫度達230℃；并展示了目前LCP/GF復材以用于iPhone 6手機部件，未來(lái)到了5G時(shí)代，LCP材料應會(huì )有更多通訊產(chǎn)品上的應用。

工研院材化所研究團隊對于LCP材料之聚合制程、熱性質(zhì)、黏彈性、精密制膜加工薄膜性質(zhì)評估等進(jìn)行整合。透過(guò)耐溫的液晶高分子構型及分子機構設計，利用乙醯化及熔融聚合等制程，可以有效提升材料分子量及黏度，由原材端分子設計調控LCP材料，達到兼顧高耐熱、高韌性、高熔融強度及干擾LCP高度方向排列性（Isotropic）,有利于增進(jìn)LCP制膜加工視窗。將市售商品Kuraray CTF-50,TZ-50與自制LCP膜之電氣性質(zhì)進(jìn)行分析評估，從表三的數據分析可知，自制LCP薄膜具有優(yōu)異的介電特性，Df =0.0014，應具有較高的高頻訊號傳輸特性。進(jìn)一步將自制LCP薄膜進(jìn)行銅箔壓合制程，LCP膜透過(guò)表面電漿處理并進(jìn)行壓合參數設定，在壓合溫度低于300℃、壓合壓力40Kgf/cm2 、壓合時(shí)間為55分鐘的條件下，壓合后接著(zhù)強度測試結果如表四，自制LCP Film具有高接著(zhù)強度，Peel Strength (lb/in)大于22以上，推測可與更低Roughness壓合銅貼合，利于5G高頻傳輸的應用。

結論及建議

LCP薄膜為搞經(jīng)濟價(jià)值產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)低吸濕、高頻下低介電常數與低耗散因子之軟性無(wú)接著(zhù)劑LCP基板材料，可應用于ICT可攜式高頻基板，例如高速資料通路、高頻和高速的應用（Wireless LAN、ITS(ETC Atennas、Millimeter Wave for ASV)、LCD或PDF的驅動(dòng)器、IC封裝（TBGA）以及多層板等。目前此材料仍需仰賴(lài)國外進(jìn)口，但國內的軟板產(chǎn)業(yè)已很成熟，再加上深耕兩岸完整的分工體系，僅需加緊腳步開(kāi)發(fā)、即可快速建立國內軟板技術(shù)，提升我國國際競爭力。伴隨目前電子通訊產(chǎn)品、無(wú)線(xiàn)系統的發(fā)展，LCP薄膜需求量日益增長(cháng)。近年來(lái)工研院投入LCP分子結構聚合設計技術(shù)、薄膜微結構解析與精密流變以及薄膜加工等研究，除了善用國內生產(chǎn)之LCP聚合關(guān)鍵單體，降低生產(chǎn)成本與串聯(lián)國內廠(chǎng)商，為避免受限國外文獻與專(zhuān)利之薄膜制程技術(shù)，致力于建立自主LCP膜材配方、薄膜加工設備設計及建立流變平臺，更有限連接原料聚合設計端與產(chǎn)品加工應用端，未來(lái)也可協(xié)助國內相關(guān)業(yè)者進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，縮短研發(fā)時(shí)程、大幅提升產(chǎn)業(yè)之競爭力。