LCP液晶聚合物高温塑料天线低介电性频电路基板封装软板线圈用料

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

iPhoneX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。

iPhoneX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；

▶▷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。

iPhoneX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Zui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)，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，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，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软板可提高空间利用率。柔性电子可利用更小的弯折半径轻薄化，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，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，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，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，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，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，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

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（RFcable），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。