东丽开发耐高温PPS，或将替代LCP用于5G柔性电路

12月19日,日本东丽工业株式会社发布了一种聚苯硫醚(PPS)薄膜,该薄膜保持了优异的介电特性以及PPS聚合物的化学稳定性,同时相比一般的PPS薄膜,其耐热度还提高了40℃。

这种薄膜可以在5G等快速数据传递的柔性印刷电路中使用,并且还有两个优点,一是减少高频通信设备的传输损耗;二是有助于稳定温度和湿度光谱之间的高速通信。

目前市面上已经开发了实用的液晶聚合物(LCP)薄膜,作为5G所需的柔性印刷电路基板材料。但是,这种薄膜的介电性能降低了高频段的传输损耗,而且在焊接电路板时,这种薄膜还能产生热阻。

一般来说,PPS薄膜具有优异的阻燃性和耐化学品性,同时与LCP薄膜的介电性能相匹配或超过LCP薄膜的介电性能。极端温度和湿度对PPS薄膜的影响要小得多。不过PPS薄膜的弱点是在高温下容易变形,在焊接电路板时耐热性不足。

为了克服PPS的缺点,东丽开发了一种控制聚苯硫醚薄膜晶体结构的专有技术,在维持PPS的杰出性能同时,显著提高它的耐热性。在250℃下测试,东丽开发的新PPS薄膜不变形。提高热阻后,使其能够用于现有的电路板加工设备。

东丽已经完成了这种新PPS薄膜的中试,并预计在2020财年建立工业化生产装置,服务于快速扩张的5G领域。

聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚,是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂,聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。未经拉伸的纤维具有较大的无定形区(结晶度约为5%),在125℃时发生结晶放热,玻璃化温度为150℃;熔点281℃。拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶,(增加至30%),如在130-230℃温度下对拉伸纤维进行热处理,可使结晶度增加到60-80%。因此,拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象,其熔点为284℃。随着拉伸热定形后结晶度的提高,纤维的密度也相应增大,由拉伸前的1.33g/cm³到拉伸后的1.34g/cm³,经热处理后则可达1.38g/cm³。成型收缩率:0.7% 成型温度:300-330℃。

PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性高分子材料,通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时,还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。国内企业积极研发,并初步形成了一定的生产能力,改变了以往完全依赖进口的状况。但是,中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题,这些将是PPS下一步发展的重点。

PPS是美国菲利普斯于1971年首先实现工业化生产的,专利到期后,日本的企业也开始研发和生产。日企比较典型的有日本的东丽,现阶段日本的产量已大于美国的产量。其他一些生产厂家也主要集中在美国,日本,欧洲。