走近5G揭开手机天线LDS技术与材料LCP的神秘面纱 LCP（液晶聚合物材料）作为一种新材料，非常适用于微波，毫米波设备，具有很好的应用前景。微波和毫米波射频前端电路集成和封装。其优点如下：低损耗（频率为 60GHz 时，损耗角正切值 0.002-0.004），灵活性，密封性（吸水率小于 0.004％）。正是基于以上优点，正是基于以上优点， LCP 材料可用于制造高频器件。多层 LCP 天线制造难度远高于传统天线，目前为了提升良率，需要依赖 AOI 设备进行多指标的检测，我们研判， 5G 渐行渐近，多层 LCP 天线非常适用于高频段，有望成为手机天线的主要发展趋势。

严格意义上，“LCP 天线”应称之为采用LCP 为基材的FPC 软板，并承载部分天线功能。

液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer），简称LCP，是80 年代初期发展起来的一种高性能特种工程塑料，主要生产商包括Du Pont、Ticona、住友、宝理塑料、东丽等。

▲LCP 软板产品

传统FPC 电路板基材主要是聚酰亚胺（PI），而“LCP 天线”是采用LCP 作为基材的FPC电路板。LCP 材质具有低介电常数(Dk=2.9)、低介电损耗(Df=0.001-0.002)的特质，更适用于高频信号传输。

除具备高频信号传输的优异电气特性外，LCP 同时也具备低吸湿性(吸湿率约为0.01-0.02%，只有一般PI 基材的1/10)而使其具有良好的基板高可靠性，过去一段时间行业内认为LCP 有机会取代PI，直到近来iPhone X 上对于高频低损耗传输的需求浮现，LCP 成为软板基材的呼声再起。

▲多层 FPC 结构示意图

iPhone X首次规模应用LCP天线，引领软板工艺升级浪潮

iPhone X首度使用LCP（液晶聚合物）天线，用于提高天线的高频高速性能并减小空间占用，单机价值提升约20倍。

据产业界的拆解，iPhoneX首度使用2个LCP天线，iPhone8/8Plus亦使用1个局部基于LCP软板的天线模组，均用于提高终端天线的高频高速性能，减小组件的空间占用。

此外，iPhone X的单根LCP天线价值约为4-5美元，两根合计8-10美元，而iPhone7的独立PI天线单机价值约为0.4美元，从PI天线到LCP天线单机价值提升约20倍。

▲旗舰机iPhone X用了4倍于中端机iPhone 8/8Plus的LCP软板

iPhone X共使用4个LCP软板，分别用于天线、中继线和摄像头模组。其中：

▶▷两个LCP天线位于顶部和底部，用于将信号从主板末端传递到上部和下部天线；

▶▷中继线卡在主板上，用于中继电路板两侧的电话信号；

▶▷此外，3Dsensing摄像头由于高速大容量数据传输要求，也采用了村田制作所的MetroCirc（一种LCP软板）。传统方案使用同轴电缆进行数据传输，而MetroCirc可在单片软板内容纳三个同轴电缆等效功能，大大减小了空间占用。

iPhone X首度规模使用LCP软板意义重大，可解读为苹果为5G提前布局与验证；对于消费电子行业层面，LCP软板正成为高频高速趋势和小型化趋势下新的软板技术浪潮。

高频高速趋势下，传统软板遭遇性能瓶颈，LCP成为新的软板工艺

传统软板具有由铜箔、绝缘基材、覆盖层等构成的多层结构，使用铜箔作为导体电路材料，PI膜作为电路绝缘基材，PI膜和环氧树脂粘合剂作为保护和隔离电路的覆盖层，经过一定的制程加工成PI软板。

由于绝缘基材的性能决定了软板*终的物理性能和电性能，为了适应不同应用场景和不同功能，软板需要采用各种性能特点的基材。

目前应用较多的软板基材主要是聚酰亚胺(PI)，但是由于PI基材的介电常数和损耗因子较大、吸潮性较大、可靠性较差，因此PI软板的高频传输损耗严重、结构特性较差，已经无法适应当前的高频高速趋势。

▲PI软板与LCP软板的剖面结构

液晶聚合物(LCP)是一种新型热塑性有机材料，可在保证较高可靠性的前提下实现高频高速软板。

LCP具有优异的电学特征：

▶▷1. 在高达110GHz的全部射频范围几乎能保持恒定的介电常数，一致性好；

▶▷2. 正切损耗非常小，仅为0.002，即使在110 GHz时也只增加到0.0045，非常适合毫米波应用；

▶▷3. 热膨胀特性非常小，可作为理想的高频封装材料。

目前LCP主要应用在高频电路基板、COF基板、多层板、IC封装、u-BGA、高频连接器、天线、扬声器基板等领域。随着高频高速应用趋势的兴起，LCP将替代PI成为新的软板工艺。

LCP软板替代PI软板和同轴电缆，可实现更高程度的小型化

LCP软板具有更好的柔性性能，相比PI软板可进一步提高空间利用率。柔性电子可利用更小的弯折半径进一步轻薄化，因此对柔性的追求也是小型化的体现。

▶▷以电阻变化大于10%为判断依据，同等实验条件下，LCP软板相比传统的PI软板可以耐受更多的弯折次数和更小的弯折半径，因此LCP软板具有更好的柔性性能和产品可靠性。

优良的柔性性能使LCP软板可以自由设计形状，从而充分利用智能手机中的狭小空间，进一步提高空间利用效率。

▶▷以村田制作所的MetroCirc产品为例，对于跨越电池的软板连线，其LCP软板可以完美贴合，而传统PI软板在回弹效应的影响下无法较好的贴合电池表面，造成空间浪费。

▲LCP软板具有更好的柔性性能，进一步提高空间利用效率和软板可靠性

LCP软板替代天线传输线可减小65%厚度，进一步提高空间利用率。传统设计使用天线传输线（同轴电缆）将信号从天线传输到主板，随着多模多频技术的发展，在狭小空间内放置多根天线传输线的需求愈发迫切。

LCP软板拥有与天线传输线同等优秀的传输损耗，可在仅0.2毫米的3层结构中携带若干根传输线，并将多个射频线一并引出，从而取代肥厚的天线传输线和同轴连接器，并减小65％的厚度，具有更高的空间效率。

▲LCP软板替代天线传输线可以减小65%的厚度

▍ “LCP 天线”实现WiFi 天线功能，同时是蜂窝天线重要组成部分

根据iPhone X 拆解信息和产业链调研验证，iPhone X 的LCP 软板分别位于机身的顶部和底部，软板上通过电路画线形成WiFi 天线的主体，同时软板表面贴装有电容、电感、开关器件等，和金属边框共同组成蜂窝天线系统。

▲iPhone X上的LCP 软板

值得注意的是，iPhone X 采用的LCP 软板有一段细长线，将WiFi 天线、蜂窝天线与主板相连，起到传递射频信号的作用。

三星等其他品牌手机对于天线与主板的连接，采用的是常规射频同轴线（RF cable），iPhone X采用LCP 软板直接承担射频连接功能。相比于RF cable，LCP 软板走线扁平化，占用体积小，具有结构紧凑的特点。

▲iPhone天线由FPC构成

综合来看，“LCP 天线”身兼数职，既承担了WiFi 天线主体的构成，又配合金属边框实现蜂窝天线的部分功能，还起到信号传递的作用，是iPhoneX 满足紧凑机身结构，综合创新下的客观选择。

LCP的主要性能 ◆[耐热性]LCP具有优异的耐热性，可在高温下持续使用，能承受SMT装配工序操作，包括无铅回流焊接,其熔点超过280℃，一般根据其耐温程度，可分为高，中，低，三个级别。 ◆[阻燃性]LCP树脂本身就具有阻燃性，无需加入阻燃剂即可达到UL94-0级和5-V级，且燃烧过程中发烟量很低,不含溴化物，符合国际的无卤标准，是安全性*好的塑料之一。  ◆[机械性能]LCP具有优良的冲击韧性和尺寸稳定性，还具有耐摩擦，磨耗性能，蠕变性可忽略不计。 ◆[耐化学品性]LCP具有突出的耐化学腐蚀性，在很宽的温度范围内不受所有工业溶剂、燃料油、洗涤剂、漂白剂、热水和浓度90%的酸、50%的碱液腐蚀或影响，在溶剂作用下也不发生应力开裂， ◆[尺寸稳定性]由于LCP在熔融状态下已有结晶性，不象普通结晶性塑料那样加工成制品后冷却时发生体积收缩，故制品尺寸精度高，极小的线膨胀系数，很高尺寸稳定性和尺寸精度，可与金属匹敌。  ◆[加工性能] LCP熔体粘度低，流动性好，故成型压力低，周期短，可加工成壁薄、细长和形状复杂的制品；加工LCP时也不需脱模剂和后处理，且由于LCP材料的分子在与金属模具相接触的表面形成了坚固的定向层，因此加工工件的表面非常平整光滑。   LCP的主要应用领域 连接器系列、BOBBIN、接插件、SIMM插口、LED(MID)、QFP插口、微波炉支架、热风筒、烫发器、注射成型线路部件(MID)、光感应器(MID)、水晶振荡器座(MID)、集成块支承座、耳机部件、光缆拉伸件、光缆连接器、光缆接插器、针式打印机的线圈、针式打印机的底座、电扇、照相机快门板、泵的部件、USB系列、CD拾音器部件、印刷电路板、线圈骨架的封装材、作光纤电缆接头护套和高强度元件喷气发动机零件等电子电器。                   供应产品
住友化学LCP
牌号	产品说明及特性	牌号
E6006L E6008L	30%，40%玻纤增强级，高耐温，良好的韧性。
E6807LHF E6808LHF	玻纤，矿纤增强级，低翘曲性能优越。
E4008L	玻纤增强级，超高的耐温，耐温可达313℃。
E5002L E5006L E5008L	玻纤增强，超高耐温级，耐温可达330℃以上。