島津試驗機助您認識5G時代新膜材

導讀：

第5代移動通信技術（簡稱(chēng)5G）是繼4G通訊之後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(bèi)連接。

爲瞭(le)滿足高性能與便攜性，5G電子産品的輕薄化，元器件的小型化勢在必行，對於電感生産廠商的工藝要求也大大提升。納米級小型化、高精度、代表即将到來的新一代的技術産品，可廣泛應用於5G供應鏈端及模塊端應用，小型化的電子元器件将會繼續擴充産能，将在模塊化産品及5G市場中快速推動，對於部件輕薄化，薄膜化的需求随著(zhe)5G應用落地，其應用於開發已有較大幅度增長。本文将爲您揭示5G時代的7種薄膜新材料。

5G新材料薄膜與力學測試項

01、絕緣彎折兩兼顧—— LCP膜

使用島(dǎo)津試驗機測(cè)試LCP膜拉伸強度

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信号天線與柔性電路闆（FPC）必不可少的絕緣材料。5G要求更高的電磁波傳輸速度、更小的信号傳播損失， 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号間相互幹擾。當前，各大廠商推出的5G手機多採(cǎi)用瞭(le)多層LCP天線，而柔性多層電路闆與LCP 薄膜相結合而誕生的新型樹脂多層基闆，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爲可能。使用LCP材料可以爲手機電池等組件節約大量空間，提高手機内部空間的利用率。5G手機内部天線和電路闆小型化，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生産與質量控制領域将會發揮更大的作用。

裁切方向不同的LCP膜斷(duàn)裂方式和拉伸強度變(biàn)化很大，圈中爲W向曲線

用島(dǎo)津AGS-X試驗機測(cè)出的LCP薄膜拉伸測(cè)試數據

02、5G天線不可少——MPI膜

MPI薄膜

随著(zhe)5G設備的普及，PI軟闆已無法滿足消費者的需求，因此改性PI（MPI）進入瞭大家的視線。LCP固然好，但工藝複雜，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並(bìng)不如LCP，但其而且其成本隻有LCP的70%。而MPI材質天線在10-15GHz的高頻甚至高頻的信号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，成爲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。

03、芯片面闆穿紗衣——非導電粘合膜

NCF膜對(duì)5G芯片必不可少（3D堆疊(dié)芯片組示意圖）

非導(dǎo)電(diàn)粘合膜（NCF）

非導電粘合膜是将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（矽通孔）晶片的粘合材料。與傳(chuán)統的二維芯片把所有的模塊放在平面層(céng)相比，三維芯片允許多層(céng)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於(yú)倒裝晶片安裝和 TSV 管芯疊積，間隙和凸點節距都非常小。爲瞭(le)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）。因爲對 NCF 進行瞭(le)晶圓級層壓，因此，可安全處理薄晶圓，不會出現任何破損。

04、元件固定都需要——MLCC用離型膜

電磁屏蔽隔離膜

随著(zhe)5G設備(bèi)普及，信号串擾會成爲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幹擾，又要防止自身産生的電磁輻射幹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将電磁波限制在基站内部，從而防止電磁波洩漏造成輻射。

除瞭(le)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、壓縮形變，抗老化性等都有嚴格的要求。随著(zhe)消費電子産品、汽車電子産品、通信設備等行業規模的擴大以及相關電子産品向輕薄化、小型化、輕量化方向發展，電磁屏蔽膜行業的使用率将會逐步擴大。

07、終端穿上“凱夫拉”——芳綸纖維膜

芳綸纖維應用的演變

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。将芳綸與薄鋁闆、環氧無緯布交疊熱壓後形成的超混複合層闆，具有很高的比模量和比強度，抗疲勞壽命是鋁合金闆的100倍～1000倍，可用於飛機的機身等部位。芳綸纖維制備的樹脂基增強複合材料應用於飛機客體中，可使飛機總重量大大減輕。随著(zhe)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，而且防彈效能提高瞭(le)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手機已普及玻璃背闆等新材料的應用，手機掉落摔碎以及随後帶來的一大筆維修費用著(zhe)實讓人頭痛，手機保護套已經成爲瞭(le)手機用戶的标準配置，随著(zhe)人們将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，不會影響手機信号和通話質量，相當於爲5G手機穿上瞭(le)堅固通透的“防彈衣”。

島津提供完善的解決方案

島津試驗機長期爲薄膜類型材料測試積累技術儲備，能提供完善的解決方案。

島津新推出的AGX-V電子試驗機採用智能橫梁，多處理器，多控制單元實現高速採樣和高精度自動控制。搭載瞭用戶界面的智能控制器和支持直觀操作的試驗軟件。

高精度測量：

• 在傳感器額定容量的1/1000~1/1範圍内，誤差小於測得值的±0.5%

• 在傳感器額定容量的1/100~1/1範圍内，誤差小於(yú)測(cè)得值的±0.3%

• 在傳感器額定容量的1/2000~1/1範圍内，誤差小於(yú)測(cè)得值的±1%

數據採集
：10KHz（數據採樣間隔0.1ms），大幅度提高瞭材料試驗結果的準確性。

試驗軟件：全新軟件TRAPEZIUMX-V，兼顧“簡單操作”。

配合島津研發的500N薄膜拉伸夾具（特殊材料夾齒），可以對應幾乎所有薄膜材料的拉伸測試需要，解決瞭薄膜厚度小容易打滑或斷裂位置不良的問題。

島津DUH-211/211S動态顯微硬度計：

測量薄膜硬度對於(yú)確定薄膜制造參數並(bìng)檢測其制造質量非常重要，該設備可使用較小試驗力，根據下壓深度，對硬度值進行評價。島津DUH-211/211S動态顯微硬度計可動态測量硬度並(bìng)評價塑性和彈性變形的硬度，另外，如果壓痕尺寸足以用顯微鏡觀察，則可通過測量壓痕的對角線長度，來從塑性變形部分測得硬度。

特點：

1. 具有精度良好的彈(dàn)性率評價(jià)。

2. 0.1976mN的試(shì)驗(yàn)力分辨率

3. 0.1~1961mN的超寬(kuān)試驗力範(fàn)圍

4. 採(cǎi)用高精度的壓入深度測(cè)定方法

5. 多種(zhǒng)加載(zài)-卸載(zài)方式

6. 可以測(cè)定維(wéi)氏硬度和努氏硬度

通過(guò)選擇壓盤與壓縮軟件可以進行微小載荷的壓縮測(cè)試。

島津HITS系列液壓式高速沖擊試驗機

材料和部件的動态強度評價正變得越來越重要，利用島津HITS系列液壓式高速沖擊試驗機可以簡單，進行高速沖擊試驗。對於(yú)評價膜材的抗沖擊性能會有非常大的幫(bāng)助。

特點：

1. 可以進行速度20m/s(72km/s)的高速沖(chōng)擊(jī)試驗

2. 優良的操作性，提高瞭(le)試(shì)驗效率

3. 充分的安全防護(hù)

4. 可以使用恒溫槽進(jìn)行溫度特性試(shì)驗

小結

随著(zhe)5G通訊設備朝著(zhe)更小型化方向發展，對各種電子用新材料薄膜的應用會更趨熱烈，在研發，生産等領域釋放出越來越大的對此類産品的檢測與質量控制的需求。島津試驗機深耕於(yú)材料力學測試領域已逾百年，不斷探索新材料和熱點領域，深受材料測試領域從業人員的倚重與信賴。本文試圖通過對5G相關薄膜材料的介紹，一方面使各位獲悉材料領域在5G通訊行業中那些不爲人所注意的進步，同時也希望各位能夠借助島津試驗機在科研，生産等領域不斷前進。