LCP為典型芳香族高分子材料，其分子具鋼硬鏈段( Rigid Chain )及列向性為其材料特徵，因此 LCP 具有優異的機械性質，最典型的例子為杜邦公司的克維拉( Kevlar )材料被應用在航太、防彈衣等高端領域。相對於溶致型( Lyotropic )的 LCP—克維拉，熱致型( Thermotropic )的LCP具有熱可塑的優點，透過射出成型、押出成型即可製作出具優異機械性及耐熱性的組件，現今被廣泛應用於 3C電子產品、航太及汽車等產業，代表材料為 Celanese( Ticona )公司之 Vectra。
近年來 LCP應用蓬勃發展，除機械性質優良外，有更多的特殊優點是目前商業化高分子所無法取代的（表一），因此在高端產品及高值化的應用領域多可看到LCP所製作成之產品。其相關產品中又以 LCP薄膜發展最受矚目，優異的 Dk/Df 電性所製作出之軟性銅箔基板( Flexible Copper Clad Laminate; FCCL )可應用於高頻及高速傳輸的組件，以蘋果公司最新的 iPhone手機、Google公司的 Google Glasses 眼鏡及美國 NASA的航太雷達為例，皆可看到 LCP膜的應用。除了通訊應用外，在光電、生醫等領域也開始出現採用 LCP膜製成之產品，造成近年來 LCP膜需求量倍增，本文將詳細介紹 LCP樹脂、膜材產業現況及 LCP薄膜應用發展。
LCP膜之應用及發展
2. 單晶片微波積體電路( MMIC )
MMIC 近年來隨著無線通訊需求大增而快速成長，為高頻無線通訊未來技術發展重點，以 RF CMOS 設計及製程技術為例，現今RFIC的設計可以滿足更高頻率、更高整合度的需求，以符合下世代的無線網路( WLAN )通信標準 IEEE 802.11ac 的 5-GHz 多頻道系統或是更高頻率IEEE 802.11ad 的 60-GHz 寬頻系統。在此需求下，現階段RF晶片採多層積體電路結構設計，以低溫共燒陶瓷( Low-temperature Co-fired Ceramic;LTCC )為基板，惟該製程需於超過 800˚C下與 RFIC 進行貼合，且隨手持式通訊系統小型化之需求，可撓式軟性多層積體電路將為未來發展重點。LCP膜符合可撓式軟性多層積體電路應用需求，經製膜製程控制 CTE 約18 ppm/˚C，與現有 RFIC之金屬導線相近。再者，其貼合製程採熱熔融方式，於 280˚C即可加工，與 LTCC板相比較，可大幅降低製程溫度，最重要的是 LCP具有良好的 Dk/Df，在 RF應用時訊號不受影響，圖三為 RFIC 應用於微波訊號頻率範圍之 LCP 多層板元件結構示意圖。
圖三、LCP基板於MMIC元件應用示意圖
膜材加工及應用技術現況
1. 膜材加工技術
圖七為 LCP分子流動特性及排列方向對薄膜機械性質之影響示意圖，LCP存在強烈順向性，故成膜後 TD 方向受力易破膜，而現有 LCP 製膜技術皆是以破壞分子順向性為出發點，其中最早投入LCP膜製作之Superex(Foster-Miller)公司透過旋轉模頭的設計來破壞分子排列的順向性（圖八），開發同時異方向旋轉之模頭，透過不同方向之剪切應力來改變 LCP分子之排列，此設計更可經由押出量及相對旋轉速度來進行分子排列方向之調控，進而達到 CTE 可調整之功能。LCP膜領導廠–日商Kuraray則是透過吹膜製程吹脹比的調控來進行薄膜 MD/TD 方向薄膜特性的調整，若要更進一步改變 LCP 膜之耐熱性及 CTE 則是透過二次加工製程來達到。
圖八、同時異方向旋轉模頭於LCP加工製膜應用
2. LCP FCCL貼合技術
FCCL 是銅箔與軟板經滾輪貼合而成，LCP 具熱塑性之優點，於壓合過程僅需熱能，無需再進行塗膠，但 LCP 因流動特性之緣故，若欲製作高品質之 FCCL，並不適用於目前的滾輪貼合系統( Roll Lamination System; RLS )，圖九為 RLS 系統示意圖，其單點的壓合將造成膜材於X 與 Y方向之受力不均，使 FCCL 的整體品質不易控制，甚至會有貼合條紋出現。為克服此缺點……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文。
作者：邱茂源、龔丹誠/工研院材化所
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