液晶聚合物（LCP）是熔融时展现出液晶性的热塑性芳香族聚酯的总称。

LCP具有刚直不易弯曲的分子结构，而且与普通高分子材料不同，LCP分子链之间的缠结很少。

由于具有刚直的分子骨架，微弱的剪切力即可使分子朝流动方向取向，注射成型时的流动阻力较小，展现出超高流动性。此外，由于固化时会原封不动地保持熔融时的结构，分子重新排列导致的体积变化较小，具有卓越的高尺寸精度。另外，由于LCP成型时产生的气体较少，固化速度快，具有降低模具的维护频度，适合快速成型等显著优点。

LCP不仅具有高流动性和高尺寸精度，还展现出了高耐热性，在小型化、表面贴装（SMT）化不断发展的智能手机等连接器市场中获得了广泛的应用。另外，近年来在汽车领域、家电和OA领域，为了满足高尺寸精度、高耐热的要求，LCP的探讨和采用也呈增长态势。

本公司一方面在努力提高“LAPEROS^® LCP”的性能和质量，另一方面也在研究能够最大限度发挥其性能的成型加工法。本文将介绍关于起泡的最新见解。

使用LCP成型加工时，起泡是很常见的缺陷。所谓起泡，如图1所示，指的是由于加热，成型品表面出现鼓胀的现象。

由于LCP常用于表面贴装的电子元件，加热回流焊后产品表面鼓胀起泡是很严重的问题。起泡有很多种原因，如图2所示，包括LCP的分解气体、成型中卷入的气体、表层/芯层的层间剥离等，需要根据原因采取相应的对策。

在材料方面，使用热稳定性较高，产生气体较少的材料尤为重要。LAPEROS为了满足客户的要求，推出了包括超高耐热品级在内的丰富的品级阵容。更重要的是，成型条件和模具等的形状设计对起泡也有很大的影响。图3展示了喷嘴和主流道的组合。由此可知当喷嘴和主流道的直径差较大，注射速度较快时，会产生类似图3右侧照片的蛇形喷射纹。喷射纹在LCP成型品中会导致层结构不稳定，使起泡恶化。

表1显示了各主流道直径下，起泡发生率与注射速度的条件相关性。末端径（D-end）3mm的主流道即使在300mm/s的高速注射条件下也不会发生起泡，而末端直径7mm的情况下100mm/s就会发生起泡。因此，通过优化主流道直径，可以在更宽的工艺窗口内做选择，实现稳定的成型。

材料

主流道直径

注射速度(mm/s)

50

100

150

200

250

300

LAPEROS^® E471i

φ3

0

0

0

0

0

0

φ5

0

0

0

0

80

φ7

0

100

如上所述，本公司为了解决LCP成型加工过程中的起泡问题，开发了高耐热品级的同时，不断探讨和验证喷嘴和主流道对起泡的影响，并对其形状设计进行优化。尽管如此，起泡问题并没有完全解决。

图4显示了LCP的典型应用―DDR连接器。大多数情况下，为了降低连接器的重量通常会选择减薄产品的厚度。在这种厚度不均的成型品中，肉厚部分容易发生起泡，其倾向随形状、成型条件和材料的不同而有很大的差异。本公司着眼于成型品内部厚度变化，制作了如图5所示的模具并对起泡现象进行评估。在该模具中，从薄到厚的厚度变化（段差）可以任意改变，在验证不同厚度对起泡影响的同时，还可以评估起泡与成型条件的相关性以及不同材料的倾向差异。

图4 : DDR连接器

对使用上述模具的成型品进行回流焊后的起泡评估结果如表2所示。对于LAPEROS E463i、E473i品级而言，注射速度和段差越大越容易发生起泡。但是在这两个品级中，起泡的发生率却存在很大的差异，E463i即使是在段差0.4mm、注射速度300mm/s的情况下也不会出现起泡，而E473i在段差为0.3mm、注射速度为200mm/s这样相对较低的段差和注射速度下就开始出现起泡。不同品级的材料即使是在同样的形状和成型条件下，起泡的发生倾向也大不相同，所以需要在理解不同材料特性的前提下选择合适的材料。

图6显示了段差部分树脂的填充动作。在不易发生“起泡”的材料中，即使是在段差形成的流动扩张部分，树脂也会沿着模腔完成填充，对形状变化有很高的响应性。另一方面，容易发生起泡的材料，在流动扩张部分，树脂的膨胀不充分，树脂呈直线形流动。树脂呈直线形流动的情况下，段差部分的填充较慢，在模腔其他部分流入一定量的树脂之后此处才会被填充。如图7所示，在容易发生起泡的材料中，即使是在填充末期，段差部分依然会有部分空隙。这个空隙在树脂完全填充后会形成不稳定的界面，该界面经过热处理，容易出现剥离和起泡。

图6 : 段差部分的填充动作

图7 : 容易发生起泡的材料中，段差部分的填充（填充末期）

段差中不稳定界面的形成由扩张流动的大小决定，而材料的离模膨胀特性会对其造成很大的影响。离模膨胀特性根据聚合物的种类、填料种类的不同存在很大的差异，在选择品级时应该考虑这一点。本公司根据这一见解，开发了抑制因厚度急剧变化发生起泡的品级。表3显示了两种开发中的具备优良防起泡特性的新型材料的部分物性。经验证，两种材料与以往的材料相比，抑制起泡的效果均获得了大幅度提升，能够期待这两款材料对生产效率有极大的提升。今后我们将继续对开发材料进行采样研究，进一步降低起泡发生率。

项目

试验方法

单位

低翘曲

高强度

低起泡

低翘曲

高流动

低起泡

低翘曲

低各向异性

低翘曲

高流动

熔融粘度

ISO 11443

Pa · s

41

34

40

25

ISO 178

MPa

160

140

130

160

ISO 178

MPa

12,100

11,000

10,600

11,000

ISO 178

%

3.1

3.5

3.1

2.8

ISO 75-1,2

℃

246

243

255

250

本公司方法

%

2

<1

9

54

综上所述，为了最大限度地发挥“LAPEROS^® LCP”的优点，需要选择适当的品级和成型加工方式。本文介绍了本公司对于段差处发生起泡的见解，不过造成起泡缺陷的原因有很多种，最重要的是根据观察的现象找到真正的原因。

本公司在提供更易成型的高品质树脂材料的同时，对于成型加工也会提供适当的建议和技术支持。

【相关信息】

　• CAE技术在预测回流工序中变形的应用

　• 超高流动性低翘曲品级 E477i

　• LAPEROS^® LCP成型条件

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