樹脂プラスチック材料環境協会 / Resin & Plastic Materials Environmental Association

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原料・素材・材料

LCP(液晶ポリマー)の特徴と用途設計の考え方

LCP(Liquid Crystal Polymer:液晶ポリマー)は、分子が規則正しく配向した“液晶状態”を形成するスーパーエンプラです。
とくに薄肉流動性・高耐熱性・寸法安定性・難燃性に優れ、電子・通信・車載分野で不可欠な材料となっています。

本記事では、LCPの主要特性と、実務での用途設計の考え方を整理します。

LCPの主な特徴

① 薄肉流動性(Ultra High Flow)

LCPの最大の特徴は、極めて高い流動性です。

  • 0.1~0.2mmの超薄肉成形が可能
  • 高アスペクト比部品に適する
  • 微細ピッチコネクタやアンテナ部品に最適
  • 低圧での充填が可能 → 金型負荷が低い

これは、分子がせん断方向に整列することで粘度が低下するためです。

用途例

  • スマートフォン用微細コネクタ
  • 高周波対応アンテナ部品
  • 精密センサーハウジング

② 高耐熱性(Heat Resistance)

LCPは融点が約280~330℃と高く、連続使用温度も200℃前後に達します。

  • 鉛フリーリフロー(260℃)対応
  • 高温環境下での機械強度維持
  • 熱劣化が少ない

特に電子部品用途ではリフロー耐性が重要で、LCPはPBTやPAを上回る耐熱安定性を持ちます。

③ 寸法安定性(Low Warpage / Low CTE)

LCPは線膨張係数(CTE)が非常に低く、金属に近い挙動を示します。

  • 低吸水性(ほぼ0%に近い)
  • 湿度変化による寸法変化が小さい
  • 反りが少ない
  • 精密嵌合部品に最適

ただし、流動方向と直角方向で物性差(異方性)が出やすい点には注意が必要です。

④ 難燃性(Inherent Flame Retardancy)

LCPはハロゲン系難燃剤なしでもUL94 V-0を取得可能なグレードが多く、

  • 自己消火性
  • 低発煙
  • 電子部品規格に適合しやすい

環境規制(RoHS、REACH)対応もしやすい材料です。

LCPの弱点も理解する

設計時には強みだけでなく制約も重要です。

項目 内容
衝撃強度 やや脆い
溶着強度 ウェルド部が弱くなりやすい
異方性 強度・CTEに方向差あり
コスト 汎用樹脂より高価

したがって、構造設計とゲート設計が極めて重要になります。

用途の考え方(設計指針)

① 「薄肉 × 高精度 × 耐熱」が必要か?

LCPは万能材料ではありません。次の3条件が揃うとき、最適解になりやすいです。

  • 肉厚0.3mm以下
  • リフロー工程あり
  • 嵌合精度が厳しい

これらが不要なら、PBTやPAの方がコスト合理性が高い場合もあります。

② 電子部品用途が主戦場

LCPの市場の大半は電子・通信分野です。

  • 高速コネクタ
  • SMT対応部品
  • 5Gアンテナ部材
  • 車載ECU部品

特に高周波特性(低誘電率・低誘電正接)を活かした用途が拡大しています。

③ 金型設計が成否を分ける

LCPは配向性が強いため、ゲート位置・流動方向・肉厚バランスが性能を左右します。

設計初期から材料メーカーとCAE解析を行うことが成功の鍵です。

代表的LCPメーカー

  • Celanese(Vectra)
  • 住友化学(Sumikasuper LCP)
  • Solvay
  • 東レ

各社で流動性・強度・高周波特性に差があります。

5. 今後の市場動向

LCPは以下の分野で拡大しています。

  • 5G / 6G通信
  • EV車載電子化
  • 小型化・高密度化部品
  • 高周波アンテナモジュール

特にミリ波帯通信では、低誘電材料として重要度が増しています。

まとめ

LCPは薄肉流動性・高耐熱性・寸法安定性・自己難燃性を兼ね備えた電子部品向けスーパーエンプラです。

ただし、用途判断では「薄肉 × 高精度 × 高耐熱」の3条件があるか?という視点が重要です。

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