Caractérisation, classification et application des films de polymère à cristaux liquides (LCP) dans l'industrie électronique
1 Introduction
Les polymères à cristaux liquides (PCL) constituent une catégorie unique de polymères à hautes performances qui présentent un comportement cristallin liquide lorsqu'ils sont chauffés ou dissous dans des solvants. Cette propriété confère aux LCP une combinaison distinctive de fluidité et d'ordre moléculaire, ce qui en fait un matériau connu pour sa résistance thermique, ses propriétés diélectriques et sa stabilité dimensionnelle exceptionnelles.
Caractérisés par une structure moléculaire rigide en forme de bâtonnet, les LCP présentent un emballage moléculaire serré et des forces intermoléculaires élevées, ce qui leur confère des performances supérieures à haute température, une absorption d'eau ultra-faible et des caractéristiques d'écoulement exceptionnelles. Développés dans les années 1970, les matériaux LCP ont évolué vers les types I, II et III, chacun présentant des compositions structurelles et des propriétés thermiques uniques qui conviennent à diverses applications dans les domaines de l'électronique, des télécommunications et de la fabrication industrielle.
Parmi les produits LCP, les films LCP sont particulièrement appréciés pour leur stabilité dans des conditions de haute vitesse et de haute fréquence, ce qui les rend idéaux pour les emballages électroniques et les systèmes de communication avancés.
Fig. 1 Principe de l'affichage à cristaux liquides
2 Introduction au film LCP
2.1 Qu'est-ce qu'un film LCP ?
Le polymère à cristaux liquides (LCP) est une macromolécule qui peut exister à l'état de cristaux liquides après avoir été fondue par la chaleur ou dissoute par un solvant. Après avoir été fondu ou dissous par un solvant, il se transforme d'une substance rigide et fixe en une substance liquide et fluide, tout en conservant l'orientation et l'ordre de la substance cristalline. Ainsi, la fluidité du liquide et les molécules cristallines sont formées dans un arrangement ordonné des caractéristiques de l'état de cristal liquide, connu sous le nom de "super plastiques techniques". Du point de vue de la structure moléculaire, le LCP a une structure de chaîne moléculaire rigide en forme de bâtonnet, la chaîne moléculaire peut être un arrangement très orienté, la structure de l'empilement de forces intermoléculaires étroites et importantes. Grâce à sa structure moléculaire spéciale, le LCP présente, par rapport à d'autres matériaux polymères, une excellente résistance aux températures élevées, des propriétés diélectriques, une bonne stabilité dimensionnelle, une très grande fluidité et une très faible absorption d'eau.
Fig. 2 Structuremoléculaire des différents états de la matière
2.2 Historique du développement des films LCP
Le développement des polymères à cristaux liquides (PCL) s'est étalé sur plusieurs décennies, les innovations provenant de différentes régions et entreprises. L'histoire de la production de LCP peut être retracée jusqu'au début des années 1970, lorsque différents types de LCP ont été introduits.
- LCP de type I: le premier LCP commercialisé, connu sous le nom d'Ekonol, a été mis au point aux États-Unis en 1972. Il était basé sur des monomères tels que l'acide p-hydroxybenzoïque (PHB), le bisphénol A (BP) et l'acide téréphtalique (TPA), qui lui conféraient une structure moléculaire très rigide et une excellente résistance à la chaleur, ce qui le rendait approprié pour les composants électroniques tels que les connecteurs. En 1979, Sumitomo Chemical au Japon a fait progresser cette technologie en développant de manière indépendante la série E2000, positionnant le Japon comme un acteur clé dans la production de LCP.
- LCP de type II: En 1984, Hoechst-Celanese a introduit le LCP de type II, connu sous le nom de Vectra, marquant ainsi une avancée significative dans la technologie des LCP. Le LCP de type II, composé d'acide p-hydroxybenzoïque (PHB) et d'acide 6-hydroxy-2-naphtoïque (HNA), présentait une composition moléculaire plus simple et de meilleures propriétés mécaniques, ce qui le rendait particulièrement adapté aux matériaux pour antennes. En 1996, cette technologie s'est répandue dans le monde entier, Polyplastics produisant des LCP sous la marque LAPEROS.
- LCP de type III : Eastman Kodak a introduit le LCP de type III en 1976, dont la production a débuté en 1986 sous la marque X-7G. Ce type de LCP présentait une structure flexible à base d'ester, combinant l'HBA (acide p-hydroxybenzoïque) et le PET (polyéthylène téréphtalate), mais sa faible résistance à la chaleur limitait son application principalement aux tubes de connexion et aux capteurs en plastique.
Fig. 3 Historique du développement du LCP
2.3 Classification des films LCP
Les films LCP peuvent être classés en fonction de leurs propriétés moléculaires, de leurs méthodes de traitement et de leurs applications finales. Ces classifications permettent de déterminer le matériau LCP approprié pour divers usages industriels.
2.3.1. Classification selon la formation de cristaux liquides
En fonction des différentes conditions de formation des cristaux liquides, les LCP peuvent être classés en LCP lyotropes (LLCP), LCP thermotropes (TLCP) et cristaux liquides piézotropes.
- Les cristaux liquides piézotropes sont relativement rares ;
- Les LCP lyotropes doivent être traités en solution et sont généralement utilisés comme fibres et revêtements ;
- Les LCP thermotropes peuvent être traités à l'état fondu pour produire des matériaux de qualité pour le moulage par injection, les fibres et les films. Ils sont actuellement les plus utilisés.
Fig. 4 Schéma des LLCP et TLCP
2.3.2. Classification par qualité de produit
En fonction des exigences du produit, le LCP peut être divisé en matériaux pour le moulage par injection, pour les films et pour les fibres.
- Le matériau LCP de qualité injection est principalement utilisé pour le moulage par injection afin de former des géométries complexes grâce à sa fluidité à haute température. Il présente une excellente résistance à la chaleur, aux produits chimiques et à la mécanique, et convient à la production de pièces de haute précision.
- Le LCP de qualité film est principalement utilisé pour produire des films de haute performance présentant une bonne résistance à la chaleur, une bonne isolation électrique et une bonne stabilité chimique. Le principal avantage des films LCP est leur faible constante diélectrique et leur faible perte diélectrique, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications à haute fréquence dans l'industrie électronique et électrique.
- Le LCP de qualité fibre peut être transformé en fibres très résistantes, avec une résistance à la traction et un module élevés, et est souvent utilisé pour renforcer les matériaux composites. Le LCP de qualité fibre présente une excellente résistance à la chaleur, une stabilité chimique et une stabilité dimensionnelle, ce qui le rend adapté aux applications de fibres à haute performance.
2.3.3. Classification selon la résistance à la chaleur et la structure moléculaire
Sur la base de la différence entre les monomères synthétisés et les propriétés de production de chaleur, les matériaux LCP peuvent être classés en type I, type II et type III.
- La structure moléculaire de la membrane LCP de type I est constituée d'acide p-hydroxybenzoïque, de bisphénol A et d'acide phtalique (PHB, BP et TPA). La température de déformation thermique du LCP de type I est comprise entre 250 et 350 ℃, la résistance à la chaleur est relativement bonne ; en revanche, les performances de traitement du LCP de type I sont faibles, il est principalement utilisé pour les composants électroniques tels que les connecteurs.
- Le monomère du film LCP de type II est constitué d'acide p-hydroxybenzoïque et d'acide 6-hydroxy-2-naphtalène carboxylique (PHB et HNA), la plage de température de distorsion thermique est de 180-250 ℃ ; dans la résistance à la chaleur élevée, tout en tenant compte de la performance de traitement du matériau, le plus approprié pour une utilisation en tant que matériaux d'antenne.
- Le monomère de type III est composé de HBA et de PET, la température de déformation à la chaleur est de 100-200 ℃, la température de déformation à la chaleur du LCP de type III et la performance de résistance à la chaleur sont relativement faibles, de sorte qu'il est moins utilisé à l'heure actuelle.
Tableau 1 3 Types de LCP
Types de LCP |
Température de déformation à chaud |
Structure moléculaire |
Type I |
250-350℃ |
|
Type II |
180-250℃ |
|
Type III |
100-200℃ |
3 Caractéristiques du film LCP
3.1 Constante diélectrique et perte diélectrique faibles et stables à grande vitesse et à haute fréquence
La constante diélectrique est un paramètre qui mesure la capacité d'un matériau à stocker l'énergie électrique sous un champ électrique. Les films LCP ont des constantes diélectriques extrêmement faibles, généralement comprises entre 2,9 et 3,5, ce qui les rend idéaux pour les applications à grande vitesse et à haute fréquence. Plus la constante diélectrique est faible, plus le signal électrique traverse rapidement le matériau, ce qui augmente le taux de communication global. Parallèlement, les faibles valeurs de Dk permettent de réduire le retard et la distorsion des signaux, en particulier lors de la transmission de signaux à haute fréquence. La faible constante diélectrique permet aux LCP de conserver d'excellentes performances à des fréquences supérieures à 10 GHz, ce qui les rend aptes à être utilisés dans les bandes d'ondes millimétriques et les équipements de communication 5G.
La perte diélectrique est la perte d'énergie convertie en chaleur par un matériau sous l'action d'un champ électrique et reflète la perte d'énergie d'un matériau dans la conduction d'un signal. La perte diélectrique des LCP est extrêmement faible, de l'ordre de 0,002 à 0,004. Sa perte d'énergie reste faible même à des fréquences élevées. Une faible valeur de Df signifie que moins d'énergie est perdue pendant la transmission du signal à haute fréquence, ce qui est essentiel pour maintenir l'intégrité du signal et réduire les interférences sonores. En particulier dans la bande des GHz, une faible perte diélectrique réduit efficacement l'atténuation du signal dans la liaison de transmission et garantit l'intégrité des données sur de longues distances ou à des vitesses élevées. Les matériaux LCP génèrent moins de chaleur et sont moins sensibles à la distorsion des signaux ou à la détérioration des matériaux due à l'augmentation de la température, ce qui garantit un fonctionnement stable sur de longues périodes dans des environnements à haute fréquence et à haute température.
La faible constante diélectrique et la perte diélectrique des films LCP leur permettent d'exceller non seulement à des températures normales, mais aussi dans une large gamme de températures (de -50 °C à plus de 250 °C). Ils sont donc idéaux pour la transmission de signaux à haute vitesse et à haute fréquence dans des environnements extrêmes.
La faible constante diélectrique et la faible perte diélectrique des films LCP (Liquid Crystal Polymer) dans les applications à grande vitesse et à haute fréquence sont les principales raisons de leur intérêt et de leur utilisation dans l'électronique moderne, les communications et la transmission de signaux à haute fréquence.
Fig 5 Le LCP réduit considérablement les pertes de transmission à haute fréquence.
3.2 Faible absorption d'eau et faible coefficient de dilatation linéaire thermique
Les films LCP (Liquid Crystal Polymer) offrent des avantages significatifs dans les applications électroniques et de communication de haute précision en raison de leur faible absorption d'eau et de leur faible coefficient de dilatation linéaire. Ces deux caractéristiques jouent un rôle clé dans la stabilité des performances des films LCP dans les environnements difficiles, en particulier lorsque l'humidité et la température peuvent varier considérablement.
L'absorption d'eau est la capacité d'un matériau à absorber l'eau de son environnement. Le film LCP a un taux d'absorption d'eau extrêmement faible, généralement inférieur à 0,04 %. Cela signifie qu'il n'absorbe pratiquement pas d'humidité et que ses performances restent stables même dans des environnements très humides. L'absorption d'eau peut affecter de manière significative les propriétés électriques du matériau, en augmentant la constante diélectrique et la perte diélectrique. Toutefois, en raison de la très faible absorption d'eau des films LCP, l'humidité a très peu d'effet sur leurs propriétés électriques, ce qui garantit la qualité de la transmission des signaux dans les environnements humides. La faible absorption d'eau signifie que les dimensions physiques du matériau ne changent pas de manière significative en raison de l'absorption d'eau, ce qui permet de conserver une grande précision dans les environnements où l'humidité fluctue. Ces propriétés confèrent aux surfaces des films LCP une bonne résistance à l'humidité, ce qui permet de les utiliser dans des boîtiers électroniques sensibles à l'environnement et dans des dispositifs externes pour assurer une protection supplémentaire.
Le coefficient de dilatation thermique (CTE) est la proportion de la longueur d'un matériau qui se dilate avec l'augmentation de la température. Le coefficient de dilatation linéaire des films LCP est généralement compris entre 10 ppm/°C et 17 ppm/°C, ce qui est bien inférieur à celui de nombreux autres plastiques techniques et matériaux haute fréquence. Le faible coefficient de dilatation linéaire permet aux films LCP de rester pratiquement inchangés sur le plan dimensionnel lors de changements de température importants, ce qui garantit qu'ils ne se déformeront pas à des températures élevées ou dans des conditions de cycles chauds et froids. Cette caractéristique est essentielle pour l'électronique de précision et les circuits à haute fréquence, où le faible coefficient de dilatation du LCP est proche de celui des matériaux conducteurs couramment utilisés, tels que le cuivre, ce qui minimise la délamination, la fissuration ou les défaillances de connexion dues à des écarts de dilatation pendant les cycles thermiques. Cette caractéristique peut grandement améliorer la fiabilité du dispositif, en particulier pour les cartes de circuits imprimés à haute vitesse et à haute fréquence. Pour les applications nécessitant une très grande précision dimensionnelle, telles que les circuits flexibles, les capteurs et les boîtiers microélectroniques, le faible CDT garantit la stabilité dimensionnelle des films LCP pendant le traitement thermique, la transformation et l'utilisation à long terme.
Fig. 6 Comparaison de la perte de transmission avant et après absorption d'humidité entre le substrat LCP et le substrat PI
3.3 Stabilité à haute dimension et propriétés de barrière
Les films LCP (Liquid Crystal Polymer) sont importants dans les applications de haute performance en raison de leur stabilité dimensionnelle élevée et de leurs propriétés de barrière.
La grande stabilité dimensionnelle des films LCP est due à leur structure moléculaire unique, en particulier à l'arrangement cristallin liquide des molécules, qui permet au matériau de conserver sa taille et sa forme lorsqu'il est soumis à la chaleur ou à une contrainte. Le coefficient de dilatation thermique (CTE) des films LCP est extrêmement faible, ce qui les rend pratiquement insensibles à la dilatation ou à la contraction thermique à des températures élevées et à des changements de température importants. Le coefficient de dilatation thermique est de 17 ppm/°C, ce qui signifie qu'il n'y a pratiquement pas de dilatation ou de contraction thermique à des températures élevées et à des changements de température importants. Par rapport à d'autres matériaux polymères, les films LCP présentent un changement dimensionnel minimal à des températures élevées, ce qui est important pour les dispositifs sensibles à la chaleur. Les films LCP présentent une bonne résistance à la chaleur et peuvent généralement fonctionner dans des environnements supérieurs à 250 °C tout en conservant leurs dimensions physiques et leur morphologie. Cette caractéristique permet de maintenir une grande précision dans des environnements à haute température et d'éviter la déformation du matériau induite par la chaleur.
En outre, l'arrangement moléculaire et les liaisons moléculaires à haute résistance du film LCP lui confèrent une excellente résistance à la traction et aux chocs, ce qui lui permet de conserver sa forme et ses dimensions d'origine même sous l'effet d'une contrainte mécanique. Cet aspect est essentiel pour la fiabilité de l'électronique de précision. En raison de cette grande stabilité dimensionnelle, les films LCP sont largement utilisés dans les cartes de circuits imprimés haute fréquence, les circuits flexibles, les boîtiers électroniques de précision et d'autres domaines où des dimensions très précises et stables sont nécessaires pour garantir la fiabilité des dispositifs dans le cadre d'une utilisation à long terme et dans des environnements difficiles.
Lesfilms LCP ont d'excellentes propriétés de barrière aux gaz, à l'humidité, aux produits chimiques, etc., ce qui en fait d'excellents produits dans de nombreux environnements difficiles. Les films LCP ont des propriétés de barrière extrêmement élevées vis-à-vis d'une large gamme de gaz (oxygène, dioxyde de carbone, azote, etc.). Cette propriété est essentielle pour prolonger la durée de vie des composants électroniques et des équipements de précision, en particulier lorsque la prévention de l'oxydation est nécessaire. Les films LCP ont une très faible absorption d'eau, généralement inférieure à 0,04 %, et bloquent efficacement la pénétration de la vapeur d'eau. Cela leur confère une excellente stabilité dans les environnements humides et empêche l'humidité d'affecter les propriétés électriques du matériau. Par conséquent, les films LCP sont couramment utilisés dans les appareils électroniques et les boîtiers qui nécessitent une grande fiabilité et une résistance à l'humidité. Les films LCP sont également chimiquement inertes, ce qui les rend résistants à une large gamme d'acides, de bases, de solvants et de produits chimiques. Cette caractéristique est essentielle pour la fabrication et les applications de composants chimiques, pharmaceutiques et électroniques, car elle permet une exposition à long terme à des environnements corrosifs sans dégradation ni dommage.
Fig. 7 La structure moléculaire spéciale du LCP détermine ses performances uniques et excellentes par rapport aux autres matériaux thermoplastiques.
3.4 Résistance à la chaleur exceptionnelle et excellentes propriétés d'alternance chaud/froid
La résistance à la chaleur et les propriétés d'alternance chaud/froid des films LCP (Liquid Crystal Polymer) sont des facteurs clés qui les distinguent dans les applications électroniques, de communication et industrielles haut de gamme. Ces propriétés permettent aux films LCP de conserver des caractéristiques physiques et électriques stables dans des environnements soumis à des changements de température extrêmes, ce qui garantit la fiabilité et la durabilité à long terme des appareils.
La résistance à la chaleur des films LCP est due à leur structure moléculaire unique à l'état de cristal liquide, qui confère au matériau une excellente stabilité à des températures élevées. Avec des températures de distorsion thermique allant généralement de 250°C à plus de 320°C, il est capable de fonctionner pendant de longues périodes dans des environnements à très haute température sans déformation physique significative ni dégradation des performances. Cette stabilité à haute température fait du LCP un matériau idéal pour les applications électroniques et mécaniques dans des environnements à haute température. Les films LCP conservent leur excellente résistance mécanique et leurs propriétés électriques à haute température, ce qui garantit la sécurité et la fiabilité des équipements pendant leur fonctionnement à haute température. Par exemple, dans les circuits à haute fréquence et les équipements de communication 5G, les films LCP conservent une faible constante diélectrique et une faible perte diélectrique, ce qui permet de maintenir d'excellentes performances en matière de transmission de signaux, même à haute température. Les matériaux LCP sont auto-extinguibles et peuvent être rapidement éteints même lorsqu'ils sont exposés à une source de feu, ce qui les rend excellents dans les composants électroniques, l'automobile, l'aérospatiale et d'autres domaines, réduisant le risque d'incendies causés par des températures élevées ou des dysfonctionnements électriques. Risque d'incendie dû à des températures élevées ou à des dysfonctionnements électriques.
Fig. 8 "Résistance à la chaleur des films LCP à partir de la structure moléculaire du cristal liquide"
Les films LCP présentent également d'excellentes propriétés à chaud et à froid. Les propriétés d'alternance du froid et du chaud se réfèrent à la capacité d'un matériau à maintenir sa stabilité physique et chimique lorsqu'il est soumis à de fréquents changements de température, et les films LCP excellent dans de tels environnements, résistant efficacement aux contraintes mécaniques, à la fatigue et à la dégradation des matériaux causée par des changements de température drastiques.
Les films LCP sont très résistants aux chocs thermiques, c'est-à-dire que le matériau ne subit pas de changements dimensionnels significatifs ni de fissures dues à la dilatation et à la contraction thermiques lors d'un réchauffement et d'un refroidissement rapides. Cette caractéristique est essentielle pour les équipements et les composants qui doivent subir de fréquentes fluctuations de température, comme l'aérospatiale et l'électronique à haute fréquence. Parallèlement, les films LCP ont un coefficient de dilatation thermique très faible (généralement entre 10 ppm/°C et 17 ppm/°C), ce qui leur permet de subir des cycles chauds et froids sans les changements dimensionnels importants qui se produisent avec d'autres matériaux. Cela permet non seulement d'améliorer la durabilité du matériau, mais aussi d'éviter des problèmes tels que la déformation du matériau, la fissuration ou la séparation entre les couches, qui peuvent survenir lors des transitions de température.
En outre, l'arrangement moléculaire du film LCP est structuré de telle sorte qu'il n'y a pas de fatigue ou de dégradation des performances après de nombreux cycles de chaleur ou de froid, et que la résistance mécanique et les propriétés électriques sont maintenues dans le temps. Cet aspect est particulièrement important pour la transmission de signaux à haute fréquence et l'électronique de précision, car il garantit leur stabilité à long terme dans des environnements d'exploitation extrêmes.
Par rapport à d'autres matériaux haute performance tels que le polyimide (PI) et le polytétrafluoroéthylène (PTFE), les films LCP présentent non seulement une meilleure résistance à la chaleur, mais aussi de meilleures propriétés en termes d'alternance du chaud et du froid. Si les films PI excellent dans la résistance à la chaleur, ils ont un coefficient de dilatation thermique élevé, ce qui les rend sensibles à l'instabilité dimensionnelle en cas de cycles chauds et froids fréquents. Bien que le PTFE présente une meilleure résistance chimique, sa résistance mécanique et ses propriétés électriques ne sont pas aussi bonnes que celles du LCP dans les applications à haute fréquence.
3.5 Excellentes propriétés mécaniques (haute résistance, haut module)
Les films LCP (Liquid Crystal Polymer) ont d'excellentes propriétés mécaniques, en particulier une grande résistance et un module élevé, ce qui en fait d'excellents produits pour les applications qui nécessitent une résistance aux contraintes mécaniques et aux charges élevées. Sa structure moléculaire unique confère au matériau des propriétés mécaniques extrêmement solides tout en conservant sa légèreté et sa stabilité dimensionnelle. La grande résistance des films LCP résulte de la structure cristalline liquide très ordonnée des chaînes moléculaires, qui forment un arrangement régulier dans le sens de la traction, ce qui leur confère une excellente résistance à la traction et à la rupture sous l'effet des contraintes mécaniques. La résistance à la traction des films LCP est généralement comprise entre 150 MPa et 300 MPa, ce qui est beaucoup plus élevé que celle de nombreux polymères traditionnels. Cela signifie que les films LCP sont moins susceptibles de se fracturer ou de se déformer lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques et qu'ils peuvent résister efficacement à des contraintes de traction externes. Bien que le matériau LCP présente une résistance élevée en raison de sa rigidité, sa résistance aux chocs est également adéquate dans certaines applications. Sa capacité à conserver des propriétés mécaniques stables lorsqu'il est soumis à des chocs ou à des vibrations externes le rend très fiable dans les appareils électroniques, l'électronique automobile et les applications industrielles. Malgré sa grande résistance, le film LCP a une faible densité (environ 1,4-1,6 g/cm³), ce qui en fait un matériau léger et très performant, adapté à une utilisation dans des domaines où les exigences en matière de poids sont strictes, tels que l'aérospatiale et l'électronique grand public. Le film LCP a un module extrêmement élevé, qui est une mesure de la rigidité d'un matériau. Le module d'Young du film LCP est généralement de l'ordre de 10 GPa. Le module d'Young du film LCP se situe généralement entre 10 GPa et 25 GPa, ce qui signifie qu'il se déforme très peu sous l'effet d'une contrainte. Cette propriété lui permet de conserver une grande stabilité de forme dans les structures de précision qui sont moins susceptibles de se plier ou de se déformer. Le module de flexion élevé du film LCP signifie également qu'il résiste à la déformation sous l'effet des forces de flexion, ce qui est essentiel pour les applications qui nécessitent une stabilité mécanique et une résistance à la fatigue, telles que les cartes de circuits imprimés flexibles (FPC) et les antennes. En raison de son module élevé, le film LCP présente une déformation minimale sous contrainte, ce qui est particulièrement important dans les scénarios exigeant une grande précision et un maintien des dimensions, tels que l'emballage des composants électroniques, les matériaux d'antenne et les structures micromécaniques.
Les films LCP présentent non seulement une résistance et un module élevés à température ambiante, mais conservent également leurs excellentes propriétés mécaniques à des températures élevées. Les films LCP peuvent conserver leur résistance et leur module élevés à des températures supérieures à 250°C sans dégradation significative due à l'augmentation de la température. Ils sont donc idéaux pour les applications mécaniques dans des environnements à haute température, comme les équipements électroniques à haute température et les composants de moteurs automobiles. Résistance dans les environnements à basse température : Les films LCP conservent leur résistance et leur rigidité élevées à basse température et peuvent présenter de bonnes propriétés mécaniques même à des températures extrêmes. C'est pourquoi ils sont utilisés dans une large gamme d'équipements aérospatiaux et militaires, en particulier dans des environnements à basse température et à forte contrainte.
Fig. 9 Le LCP est utilisé dans l'avionique en raison de sa résistance mécanique et de ses propriétés électriques.
Tableau 2. Principales propriétés des films LCP (polymère à cristaux liquides)
Propriétés |
Valeurs |
Constante diélectrique (Dk) |
2.9 - 3.5 |
Perte diélectrique (Df) |
0.002 - 0.004 |
Absorption d'eau |
< 0.04% |
Coefficient de dilatation thermique (CTE) |
10 - 17 ppm/°C |
Plage de température de fonctionnement |
De -50°C à plus de 250°C |
Résistance à la traction |
150 - 300 MPa |
Module d'Young |
10 - 25 GPa |
Applications principales |
Applications haute fréquence, communications 5G, circuits flexibles, aérospatiale |
4 Conclusion
Les films LCP sont des matériaux de premier plan pour les applications à haute performance en raison de leur combinaison unique de propriétés. Les films LCP ont des constantes diélectriques et des pertes toujours faibles, une absorption d'eau extrêmement faible et de faibles coefficients de dilatation thermique pour maintenir l'intégrité des performances même dans des environnements difficiles. Les films LCP offrent une excellente stabilité dimensionnelle, une grande solidité et une excellente résistance aux fluctuations de température, ce qui les rend appropriés pour une variété d'applications, y compris les cartes de circuits imprimés à haute fréquence, les circuits flexibles et les emballages électroniques de précision. Les films LCP présentent des propriétés mécaniques, thermiques et diélectriques équilibrées par rapport à d'autres matériaux de haute performance, ce qui garantit leur fiabilité dans des conditions extrêmes. Les appareils électroniques continuant à évoluer vers des fréquences plus élevées et la miniaturisation, les films LCP joueront un rôle clé dans le soutien de ces avancées technologiques.
Stanford Advanced Materials (SAM) est un fournisseur clé de films LCP de haute qualité, qui soutient ces applications critiques avec des solutions matérielles fiables.
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