曹艷霞1 腌歉，賴華林1 ，葉遠(yuǎn)鋒2
1. 深圳華力興新材料股份有限公司齐苛，廣東深圳 518116 翘盖； 2. 深圳市高分子行業(yè)協(xié)會(huì)，廣東深圳 518100
摘要：激光直接成型(LDS)功能塑料在手機(jī)天線凹蜂、三維立體電路和智能響應(yīng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用馍驯，是實(shí)現(xiàn)智能終端部件輕、薄玛痊、小型化的基礎(chǔ)材料之一汰瘫。系統(tǒng)闡述了LDS功能塑料的特點(diǎn)及在5G通訊時(shí)代的機(jī)遇，總結(jié)了LDS功能塑料的研究進(jìn)展擂煞，包括常用塑料基材的優(yōu)缺點(diǎn)混弥、商品化產(chǎn)品的牌號與典型性能、配方設(shè)計(jì)難點(diǎn)对省、所用鐳雕助劑的特點(diǎn)及與激光打標(biāo)助劑的異同蝗拿，介紹了LDS功能塑料的應(yīng)用案例，并指出5G通訊時(shí)代LDS功能塑料的研究開發(fā)方向蒿涎。
關(guān)鍵詞：激光直接成型哀托；功能塑料；激光打標(biāo)劳秋；功能助劑
2020年仓手，人類進(jìn)入了5G通訊時(shí)代。5G通訊在傳輸中呈現(xiàn)出低時(shí)延玻淑、高可靠嗽冒、低功耗的特點(diǎn)，低功耗的特征能更好地支持互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用补履。5G無線通訊最有希望應(yīng)用的28GHz頻段的可用頻譜帶寬可達(dá)1GHz辛慰，而60GHz頻段每個(gè)信道的可用信號帶寬則到了2 GHz。
激光直接成型(LDS)功能塑料是實(shí)現(xiàn)LDS技術(shù)的關(guān)鍵材料干像，在手機(jī)天線帅腌，三維立體電路驰弄，智能感應(yīng)與響應(yīng)領(lǐng)域如可穿戴設(shè)備、智能醫(yī)療器件速客、無人駕駛汽車戚篙、智能家居、無人機(jī)等方面可獲得廣泛的應(yīng)用溺职，是實(shí)現(xiàn)智能終端部件輕岔擂、薄、小型化的基礎(chǔ)材料之一浪耘，也是5G通訊時(shí)代的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一乱灵。
01 5G通訊技術(shù)及其對LDS功能塑料的機(jī)遇
1.1 5G 通訊的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) [1]
5G移動(dòng)通信和前四代移動(dòng)通信的不同之處在于前四代都是單一的技術(shù)，而5G則是前四代技術(shù)的總和提升七冲，這樣就使得5G移動(dòng)通信的峰值速率更高痛倚，更加安全，覆蓋范圍更加廣泛澜躺。5G移動(dòng)通信主要特征包括：
(1)頻譜利用效率將會(huì)大幅度提高蝉稳。5G電磁波包括低頻段和高頻段兩部分。低頻頻段為6GHz以下掘鄙，其中3.3~3.40GHz頻段限于室內(nèi)使用耘戚，4.8~5.0GMHz頻段的分配使用根據(jù)運(yùn)營商的需求而定；高頻段為20GHz以上操漠。國際上主要使用28GHz高頻段進(jìn)行試驗(yàn)收津，我國主要在24.75~27.5GHz，37~42.5GHz高頻頻段正在征集意見浊伙。
(2)電磁信號可靠性更加顯著朋截。與4G移動(dòng)通信相比， 5G的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4G吧黄，而且時(shí)延也大大縮短。
(3)能源消耗降低唆姐。5G移動(dòng)通信中十分注重能源節(jié)約拗慨，并為此進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)。
5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)后奉芦，車聯(lián)網(wǎng)赵抢、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市声功、無人機(jī)烦却、無人駕駛汽車等概念將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。此外先巴，5G還將進(jìn)一步應(yīng)用到工業(yè)其爵、醫(yī)療冒冬、安全等領(lǐng)域，能夠極大地促進(jìn)這些領(lǐng)域的生產(chǎn)效率摩渺，并創(chuàng)新出新的生產(chǎn)方式简烤。
5G通訊技術(shù)的缺點(diǎn)為：
(1) 由于5G通訊采用毫米波電磁信號傳輸，毫米波波長短摇幻，電磁波繞射能力差横侦，需要大批量增加基站建設(shè)，基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用高绰姻。
(2) 毫米波的電磁損耗更大枉侧，智能終端需要增加信號接收強(qiáng)度。
1.2 LDS功能塑料在5G通訊時(shí)代的新機(jī)遇
目前狂芋，LDS功能塑料在智能終端榨馁、特別是在智能手機(jī)天線中廣泛使用，是4G通訊信息時(shí)代天線及傳感器的主流[2–9]银酗。幾乎所有智能手機(jī)公司均有機(jī)型使用LDS技術(shù)生產(chǎn)的天線辆影。LDS 天線的優(yōu)勢在于：
(1) 其與柔性電路板天線和金屬片天線相比，LDS部件可采用其實(shí)際需要的形狀黍特，從而使其功能服從于結(jié)構(gòu)形態(tài)蛙讥，部件具備完全的三維功能。
(2) 由于采用激光成型灭衷，改變電路圖案無需改變模具就能實(shí)現(xiàn)次慢，非常適合生產(chǎn)不同種類的天線、傳感器等智能響應(yīng)部件翔曲。
(3) LDS天線直接鐳雕在器件塑料外殼或中框上迫像，不僅避免器件的內(nèi)部金屬干擾，更可以縮小器件的體積瞳遍。
此外闻妓，LDS 技術(shù)生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短掠械，激光系統(tǒng)耐用由缆、少維護(hù)，適用于連續(xù)不間斷生產(chǎn)猾蒂，并且故障率低均唉。
02 LDS技術(shù)及LDS功能塑料
2.1 LDS技術(shù)及其特點(diǎn)
LDS技術(shù)是由德國LPKF Laser & Electronics AG集團(tuán)發(fā)明，利用計(jì)算機(jī)按照導(dǎo)電圖形的軌跡控制激光的運(yùn)動(dòng)肚菠，將激光投照到模塑成型的三維塑料器件上舔箭，在幾秒到幾十秒的時(shí)間內(nèi)，活化出電路圖案蚊逢。對于手機(jī)天線設(shè)計(jì)與生產(chǎn)层扶，簡單說就是在成型的塑料支架上箫章，利用LDS技術(shù)可以直接在支架上鐳雕、化鍍形成金屬天線怒医。具體的LDS工藝如圖1所示炉抒。
首先將LDS功能塑料注塑成型，繼而將激光光束直接投射在注塑件表面稚叹，按照預(yù)設(shè)計(jì)圖案控制激光行進(jìn)軌跡焰薄，被激光照射過的部分的金屬化合物被活化，具有較高的自催化反應(yīng)活性扒袖，可以誘導(dǎo)下一步金屬化學(xué)鍍從而形成一定厚度的金屬層塞茅，直到根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)圖案形成金屬化的三維立體圖案。
LDS工藝流程短季率，操作簡單野瘦，生產(chǎn)柔性大，線寬飒泻、線距精度高鞭光，是目前三維立體電路器件、模塑互連器件(MID)的主要生產(chǎn)工藝之一泞遗。應(yīng)用LDS技術(shù)必須采用具有LDS性能的功能塑料惰许，該塑料內(nèi)必須含有絕緣性的金屬化合物。
LDS 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)包括[2] ：
(1) 設(shè)計(jì)靈活史辙，節(jié)省空間汹买。三維電路載體是注塑件表面，可供利用的空間增加聊倔；器件更小晦毙、更輕；功能更多耙蔑，設(shè)計(jì)自由度更大见妒，有可能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性功能。
(2) 柔性制造甸陌。印制電路(PCB)工藝修改圖案需要改菲林须揣；修改外型需要改模具。而LDS工藝不要模具和掩模邀层，只修改激光機(jī)CAD數(shù)據(jù)，優(yōu)勢明顯遂庄。
(3) 工藝流程環(huán)保寥院。傳統(tǒng)的塑膠表面電鍍金屬，抗剝離強(qiáng)度差涛目，且需酸粗化秸谢、水洗凛澎、沉積貴金屬鈀水等不環(huán)保流程，而LDS工藝直接環(huán)惫捞悖化學(xué)鍍塑煎；相比PCB工藝，LDS屬于加法工藝臭蚁，不要去掉銅箔最铁，省略了蝕刻環(huán)節(jié)，無環(huán)境負(fù)擔(dān)垮兑。
(4) 有利于產(chǎn)品體積再縮小冷尉。符合手機(jī)等智能終端小型化、薄型的發(fā)展趨勢系枪。
(5) 產(chǎn)品性價(jià)比高雀哨。省略了五金螺絲、接插件私爷、電路板雾棺，在一些應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了高密度的三維立體組裝。
2.2 LDS功能塑料及其5G時(shí)代的要求
LDS工藝實(shí)現(xiàn)和成功的關(guān)鍵在于LDS功能塑料的制備衬浑。目前商品化的LDS功能塑料是以普通聚合物為基材捌浩，添加具有特殊晶體結(jié)構(gòu)、對鐳雕激光敏感的絕緣金屬化合物嚎卫，該金屬化合物在鐳雕激光波長的作用下能釋放出具有自催化功能的金屬離子M+ 嘉栓，活化狀態(tài)的M+可以進(jìn)一步催化塑料表層的化學(xué)鍍過程[10-11]。
5G無線移動(dòng)通訊采用超高電磁頻率拓诸，通過毫米波技術(shù)傳播電磁信號侵佃，為了提高傳播速率和靈敏度，無線通訊終端里往往布設(shè)很多個(gè)天線奠支，乃至形成多天線陣列以提高接收的電磁波信號強(qiáng)度和靈敏度馋辈，從而提高數(shù)據(jù)通信、傳輸?shù)乃俾屎挽`敏度倍谜。而無線通訊終端的發(fā)展趨勢又是輕薄化迈螟、小型化，給信號接收設(shè)備留下的空間有限尔崔，多天線陣列(MIMO)和大規(guī)模天線陣列(Massive MIMO)成為5G通訊時(shí)代天線主流答毫。MIMO系統(tǒng)的多天線要求的是獨(dú)立地收發(fā)信號并保證彼此間足夠低的相關(guān)性，且每副天線有完全隔離開來的數(shù)據(jù)流季春，這就要求MIMO系統(tǒng)天線之間的距離保持在半個(gè)波長以上洗搂，相應(yīng)的信號接收設(shè)置例如天線長度也會(huì)降低到以前的幾十分之一，會(huì)變成毫米級的微型天線，就對其中應(yīng)用的LDS功能塑料提出了更高的性能要求：
(1) 更好的介電性能耘拇，例如更低的介電常數(shù)撵颊、更高的擊穿電壓和更低的介電損耗。
(2) 更好的散熱性能惫叛，解決無線終端永久發(fā)熱發(fā)燙問題倡勇。
(3) 更好的耐環(huán)境性，如高低溫嘉涌、酸堿性等妻熊。
(4) 適應(yīng)更多的新技術(shù)新工藝。
(5) 更高的剛性和流動(dòng)性洛心。
03 LDS功能塑料的研究現(xiàn)狀
3.1 LDS功能塑料常用塑料基材和制備工藝
LDS功能塑料的常用樹脂基材包括聚碳酸酯(PC)固耘，PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料 (ABS) 合金；熱塑性聚酯如聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)词身，PBT/聚對苯二甲酸乙二酯(PET)合金厅目，PBT/聚對苯二甲酸1，4-環(huán)己烷二甲酯(PCT)合金法严；尼龍(PA)如PA66损敷，PA6，高溫尼龍(PPA)深啤，長碳鏈PA合金等拗馒；液晶聚合物(LCP)，也包括以上基材的玻纖(GF)增強(qiáng)材料[11–20]溯街。不同基材的LDS功能塑料的優(yōu)缺點(diǎn)見表1诱桂。圖2給出了LDS功能塑料的典型制備工藝流程。
3.2 常見的LDS功能塑料產(chǎn)品及其制造商
LDS功能塑料產(chǎn)品主要是歐洲呈昔、美國和日本的大型跨國公司生產(chǎn)挥等，表2給出了部分已經(jīng)商品化的LDS功能塑料牌號及其生產(chǎn)商[14-19]。
目前市場應(yīng)用最多的是PC和PC/ABS為基材的LDS功能塑料堤尾，產(chǎn)品特點(diǎn)是表面性能好肝劲、力學(xué)性能好、價(jià)格相對適中郭宝，成品天線的射頻(RF)信號好辞槐。國外生產(chǎn)商包括Sabic，三菱工程塑料粘室，RTP榄檬，Lucky Enpla等；國內(nèi)生產(chǎn)商主要有華力興衔统、中塑鹿榜、華盈先朦、麥艾迪等。PC和PC/ABS為基材的LDS功能塑料占據(jù)了LDS材料市場一半以上的銷售份額犬缨。Sabic的NX07345/NX07345P，NX10302黑/11302白和三菱工程塑料公司的Xantar LDS 3710/3720棉浸，Xantar LDS 3730/3732/3734的銷售量在LDS功能塑料市場份額中占前兩位怀薛，占據(jù)了PC和PC/ABS為基材的LDS 功能塑料銷售總量的70%以上。深圳華力興新材料股份有限公司生產(chǎn)的5H003迷郑，5H303枝恋，5H005G是自主研發(fā)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PC和PC/ABS為基材的LDS功能塑料嗡害，力學(xué)性能和加工性能與國際同類產(chǎn)品接近焚碌，在加工穩(wěn)定性和耐熱性方面超過國際同類產(chǎn)品，加工溫度可達(dá)300℃霸妹，國際同類產(chǎn)品往往280℃已經(jīng)發(fā)生明顯黃變十电。深圳華力興新材料股份有限公司生產(chǎn)的5H003(PC)，5H303 (PC/ABS)叹螟，5H005G (PC+GF) 的典型性能見表3鹃骂。
熱塑性聚酯類基材的LDS功能塑料的主要生產(chǎn)商是德國Lanxess和BASF。其中罢绽，Lanxess開發(fā)的Pocan系列聚酯基材LDS功能塑料設(shè)計(jì)用于多種用途畏线，尤其用于汽車工程領(lǐng)域。如 Pocan DPT7140的熱變形溫高達(dá)250℃良价，據(jù)稱能夠通過回流焊和蒸汽焊工藝寝殴，是高溫應(yīng)用的理想材料；Pocan DP7102材料良好的流動(dòng)特性可實(shí)現(xiàn)高的生產(chǎn)效率明垢，還具有優(yōu)異的表面質(zhì)感蚣常，可用于無失真模塑互連器件的經(jīng)濟(jì)型注塑。Pocan TP710-003則經(jīng)過特別設(shè)計(jì)袖外，可用于制造擠出型材史隆，然后通過LDS工藝制成電路載體。Lanxess公司的PBT基材的LDS 功能塑料的典型性能見表4曼验。
PA類基材LDS功能塑料的生產(chǎn)商包括RTP (PPA)泌射， BASF (PA6/ 6T)，DSM(PA4T鬓照，生物基PPA)熔酷，EMS(PA1010)， 華力興(PA6T/66) 等豺裆，多數(shù)采用GF及礦物增強(qiáng)PPA以提高材料的尺寸穩(wěn)定性拒秘、降低材料的吸濕性号显。BASF的Ultramid T 4381 LDS采用GF增強(qiáng)的PA6/6T作為基材；DSM的Fortil LDS 51B躺酒，F(xiàn)ortil LDS 85B押蚤，F(xiàn)ortil LDS 62采用GF增強(qiáng)的PA46、長碳鏈PPA作為基材羹应。表5給出了DSM公司的PA基材的LDS功能塑料的典型性能揽碘。PA基材的LDS功能材料具有優(yōu)良的剛性、良好的加工性能和耐化學(xué)溶劑性能园匹，可以制備薄壁制品雳刺。
LCP是20世紀(jì)80年代初期發(fā)展起來的一種高性能特種工程塑料[21–22]。液晶芳香族聚酯在液晶態(tài)下由于其大分子鏈取向形成規(guī)整的纖維狀結(jié)構(gòu)裸违，材料的拉伸彈性模量和彎曲彈性模量非常高掖桦。LCP基材LDS功能塑料的主要生產(chǎn)商是Celanese和RTP。RTP的113393 A牌號的LDS的市場銷量曾經(jīng)占據(jù)市場LDS功能塑料銷量的第三位供汛。Celanese的Vetra E840i枪汪，Vetra E845i也占有一定市場份額，表6給出了它們的典型性能怔昨。
與PC料饥、熱塑性聚酯、PA類基材相比朱监，LCP基材的LDS功能塑料的性能更加優(yōu)越岸啡，在5G通訊時(shí)代擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。這是有由LCP基材的特性決定的赫编。
LCP的主要特點(diǎn)包括：①優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性巡蘸，耐蠕變性高；②達(dá)到熔融流動(dòng)溫度后熔體黏度極低擂送，熔體流動(dòng)性極佳悦荒；③LCP屬于本征難燃材料，更安全嘹吨、環(huán)保搬味；④LCP的力學(xué)性能高，可以進(jìn)一步降低材料的厚度蟀拷；⑤LCP的耐溶劑性優(yōu)異碰纬；⑥LCP耐高溫性能好，可以耐受回流焊等焊接工藝问芬；⑦吸濕率很低悦析。LCP基材的LDS功能塑料的一個(gè)顯著缺點(diǎn)是價(jià)格高，另外其各向異性和著色性能很差此衅。
3.3 LDS功能塑料的鐳雕助劑
LDS功能塑料的鐳雕助劑為具備下面特性的金屬化合物：①較高的絕緣性强戴；②較低的催化高分子反應(yīng)活性亭螟；③可見光光照不變色不變質(zhì)性；④可以均勻分散在塑料基體中骑歹；⑤激光照射后能釋放金屬粒子预烙；⑥耐高溫，耐化學(xué)藥品性好道媚；⑦低毒性默伍。市售LDS功能塑料用鐳雕助劑有黑色、灰色和淺綠色衰琐。
目前常用的LDS功能助劑為銅鹽如堿式磷酸銅[23] ；銅的復(fù)合金屬氧化物如銅鉻黑炼蹦；銅及其化合物與錫的化合物的復(fù)配物如默克的Irodine 8841羡宙，Irodine 8851等[24]。
值得注意的是掐隐，用于LDS功能塑料的鐳雕助劑的金屬化合物除了化學(xué)成分外狗热，還常常有晶型限制，僅化學(xué)成分一致晶形結(jié)構(gòu)不同不能使用虑省。
鐳雕助劑是LDS功能塑料的特征組分匿刮，質(zhì)量占LDS功能塑料的3%~10%，對LDS功能塑料的性能和外觀有關(guān)鍵影響探颈。
3.4 LDS功能塑料的配方設(shè)計(jì)
LDS功能塑料的配方設(shè)計(jì)原理與常規(guī)的改性工程塑料基本一致熟丸，配方結(jié)構(gòu)中一般都包括抗氧體系、潤滑體系伪节、增強(qiáng)體系和增韌體系光羞，差異點(diǎn)是LDS功能塑料中添加了較高含量的LDS 鐳雕助劑，由于該功能助劑是對高分子基材具有催化降解作用的金屬化合物怀大，多數(shù)為無機(jī)物纱兑，其與樹脂基體的相容性也較差，LDS功能塑料的配方設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)中必需解決下面4個(gè)技術(shù)難點(diǎn)：
(1) 鐳雕助劑種類的選擇及其在基體樹脂中的分散是保證激光鐳雕和自催化化鍍均一性的基礎(chǔ)化借，需要解決鐳雕助劑在LDS功能塑料中的分散和分布問題潜慎。
(2) 抗光熱降解穩(wěn)定體系的設(shè)計(jì)。鐳雕助劑是LDS功能塑料的特征組分蓖康，添加量又較高铐炫，其對高分子基材較強(qiáng)的催化降解作用會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)性能迅速劣化，抗光熱降解穩(wěn)定體系是 LDS功能塑料配方設(shè)計(jì)中的核心問題蒜焊。
(3) 為了提高LDS功能塑料的剛性和強(qiáng)度驳遵，部分LDS功能塑料中添加了GF作為增強(qiáng)劑，但GF的直徑一般在10~13μm山涡，在塑料中的分散分布長度一般為200~500μm堤结，相對塑料中的其它組分來說形狀較大唆迁，GF取向或分散分布不均勻都會(huì)影響智能終端對RF信號的接收精度。GF取向還可能引起LDS功能塑料的各項(xiàng)異性以及翹曲變形竞穷。
(4) LDS功能助劑的添加使得該材料的配色困難唐责，工程塑料常用的有機(jī)色粉往往不適用于該體系的配色。
3.5 LDS鐳雕助劑與激光打標(biāo)助劑的異同
激光打標(biāo)塑料[25–27]是生產(chǎn)和生活中常見的塑料瘾带。激光打標(biāo)塑料是在塑膠中添加某種激光照射下變色助劑鼠哥，使得塑料激光鐳射區(qū)域顏色與沒有鐳射區(qū)域有顯著色差，使得鐳射區(qū)域顏色對比度大從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)的塑料看政。激光打標(biāo)助劑所用的變色助劑習(xí)慣稱之為打標(biāo)助劑朴恳。表7給出了激光打標(biāo)助劑和LDS功能塑料的鐳雕助劑區(qū)別。
激光打標(biāo)塑料和LDS功能塑料的差異是功能助劑的差異及添加量引起的允蚣。打標(biāo)助劑是為了防止普通塑膠產(chǎn)品在激光標(biāo)記時(shí)打不上標(biāo)記于颖、標(biāo)識(shí)不清晰而必須添加的一種助劑，其種類多嚷兔、添加量低森渐，一般不超過1%，對塑膠產(chǎn)品顏色和性能無任何影響冒晰，可標(biāo)記出黑色同衣、白色、彩色字跡壶运，適合注塑耐齐、擠出、噴涂蒋情、油漆蚪缀。LDS功能助劑的種類比激光打標(biāo)助劑少得多，添加量也大得多恕出，對塑料的顏色询枚、性能均有顯著影響。
04 LDS功能塑料應(yīng)用及發(fā)展
4.1 LDS功能塑料的應(yīng)用
LDS功能塑料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于通信浙巫、汽車電子金蜀、機(jī)電設(shè)備、醫(yī)療器械等應(yīng)用領(lǐng)域的畴，目前最大的應(yīng)用領(lǐng)域仍然是手機(jī)天線[28–29]渊抄。蘋果、三星丧裁、華為护桦、HTC、小米煎娇、華碩二庵、OPPO贪染、聯(lián)想等，幾乎所有手機(jī)和筆記本電腦制造商內(nèi)置天線使用了LDS功能塑料催享。圖3給出了LDS 功能塑料制備的幾個(gè)手機(jī)天線的案例圖片杭隙。
近年來，隨著移動(dòng)支付的興起因妙，NFC也成為潮流痰憎。2014年MTPS平臺(tái)建成，建設(shè)銀行攀涵、中信銀行铣耘、光大銀行、中國銀聯(lián)以故、中國移動(dòng)等7家機(jī)構(gòu)的企業(yè)TSM已系統(tǒng)級接入運(yùn)行蜗细。 上海地鐵支持刷NFC手機(jī)，北京公交据德、地鐵、便利店已全面支持NFC手機(jī)跷车。NFC的大規(guī)模推廣條件逐漸成熟棘利。LDS工藝整合NFC天線，將NFC用LDS的工藝集成到手機(jī)外殼上來朽缴，手機(jī)更輕善玫、更薄、功能更強(qiáng)大密强。
在汽車領(lǐng)域茅郎，采用LDS功能塑料有利于汽車的小型化、輕量化和智能化：①結(jié)構(gòu)緊湊或渤，相同體積內(nèi)可以設(shè)計(jì)更多功能系冗，相同功能需要的體積小。②直接在塑膠支撐件表面形成電路薪鹦，高集成度減少了汽車組裝工藝和配件掌敬。③節(jié)約的空間用于其它用途，例如增加電動(dòng)車的電池容量池磁，增加智能響應(yīng)器件奔害。
國外已采用LDS功能塑料制造了多功能方向盤[30]和GPS導(dǎo)航天線[31]，增加汽車功能的同時(shí)減少了汽車內(nèi)部獨(dú)立組件數(shù)量地熄，有利于汽車輕量化和小型化的發(fā)展趨勢华临。LDS功能塑料將促進(jìn)無人駕駛汽車、智能汽車的早日實(shí)現(xiàn)端考。
LDS功能塑料的特性和優(yōu)勢使得其在通訊雅潭、電子器件揭厚、芯片制造、精密醫(yī)療儀器設(shè)備寻馏、汽車領(lǐng)域棋弥、智能家居、可穿戴設(shè)備诚欠、智能終端等領(lǐng)域應(yīng)用市場潛力巨大顽染。
4.2 LDS功能塑料的研究方向
LDS功能塑料主要應(yīng)用于智能感應(yīng)和電磁信號接收、傳播領(lǐng)域轰绵，這決定其必須隨著電磁波傳輸方式的改變而發(fā)展粉寞，進(jìn)入5G通訊時(shí)代后，其研究發(fā)展方向包括介電性能左腔、機(jī)械加工性能和開拓新應(yīng)用領(lǐng)域三個(gè)方向唧垦。
(1) 介電性能。電磁波頻率越高液样，則波長越短振亮。5G通訊采用毫米波波段，波長很短鞭莽。電磁波的波長越短坊秸，繞射能力就越差，傳播過程中的電磁波的衰減也越大澎怒，意味著5G通訊的電磁波覆蓋能力和傳輸信號強(qiáng)度相對于4G通訊時(shí)代的大幅度下降褒搔，材料方面就需要調(diào)控介電性能以應(yīng)對[32]。理論分析喷面，LDS功能塑料的介電常數(shù)對電磁信號的傳輸速度星瘾、信號延遲、天線長度等都有影響惧辈，但尚未見到此類研究的相關(guān)研究報(bào)道琳状，迫切需要科研工作者深入、系統(tǒng)地研究LDS功能塑料的組分盒齿、結(jié)構(gòu)與其介電性能例如介電常數(shù)算撮、介電損耗、介電強(qiáng)度等的關(guān)系县昂，找出其中的影響變化規(guī)律肮柜，從而為LDS功能塑料在5G通訊環(huán)境下應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。LDS功能塑料的基材中倒彰，LCP介電常數(shù)僅為2.9审洞，損耗角正切值為0.002~0.004，介電性能優(yōu)異，即使在5G毫米波傳輸中信號損耗更小芒澜、傳輸速度更快仰剿，天線陣列中信號的彼此干擾更小，推測在5G通訊時(shí)代具有更大的應(yīng)用市場痴晦。
(2) 機(jī)械加工性能南吮。LDS功能塑料在機(jī)械加工方面的研究方向根據(jù)人們對LDS制品的要求進(jìn)行。例如誊酌，對于有薄壁要求的終端產(chǎn)品部凑，選擇流動(dòng)性更好的基材或者提高材料的熔體流動(dòng)性，如用流動(dòng)性更好的PA甚至LCP基材制備LDS功能塑料碧浊；對于小型化集成化的終端產(chǎn)品涂邀，在保證材料優(yōu)異加工流動(dòng)性的同時(shí)提高材料的強(qiáng)度和剛性，同時(shí)要兼顧材料的介電性能和散熱性能箱锐。這些需要設(shè)計(jì)工作者在熟練掌握配方設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上比勉，根據(jù)終端制件的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用條件要求選擇合適的樹脂基材和合適的LDS鐳雕助劑進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。
(3) 開拓新應(yīng)用領(lǐng)域驹止。LDS功能塑料還要與5G通訊時(shí)代不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)浩聋、新產(chǎn)品、新領(lǐng)域相結(jié)合臊恋，以滿足通訊器件衣洁、傳感器和智能終端更輕、更小捞镰、更薄的發(fā)展趨勢闸与。例如：
①LDS功能塑料在新工藝中的應(yīng)用毙替，如LDS功能塑料應(yīng)用于3D打印工藝岸售；LDS功能塑料應(yīng)用于納米注塑工藝[33-34] ；
②可以與其它材質(zhì)嵌合的LDS材料厂画，如與玻璃凸丸、陶瓷、木材袱院、木塑材料的嵌合屎慢；
③LDS材料與新技術(shù)的應(yīng)用，如VR技術(shù)忽洛，AR技術(shù)腻惠，微發(fā)泡技術(shù)；在新領(lǐng)域中的應(yīng)用欲虚，如智能家居領(lǐng)域集灌、智能汽車領(lǐng)域、智能醫(yī)療領(lǐng)域复哆、可穿戴設(shè)備領(lǐng)域等欣喧。
5G時(shí)代腌零，隨著物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)唆阿、無人駕駛益涧、人工智能、仿生機(jī)器人的迅猛發(fā)展驯鳖，萬物互聯(lián)的智能時(shí)代的來臨闲询，LDS 功能塑料前景可期，市場潛力樂觀臼隔。
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