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破解5G基站元器件和移动设备性能提升和减重两大难题 SABIC高性能新材料一鸣惊人

章鹰 来源:电子发烧友原创 作者:章鹰 2020-09-09 22:57 次阅读

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(电子发烧友网报道 文/章鹰)近日,据中国信通院统计,中国作为全球5G技术发展的重要推动者,已建成了全球最大的5G商用网络,建成5G基站49万个,率先商用5G SA独立组网技术,发展5G用户超过6600万。5G基站和5G手机作为推动5G覆盖的重要载体,都不同于4G时代的基站和手机需求,对射频滤波器的材料、天线材料提出了更高的要求,如何应对5G时代的材料新需求?

SABIC特材事业部亚太区商务总监谭沛君(Martin Tam)对电子发烧友表示:“正如近日我们在5G终端加工产业链展览会所展示的,我们的特种热塑性塑料和低聚物创新性解决方案适用于多种极具挑战性的5G应用领域。我们的先进材料技术有助于确保零配件在较高频率下,与大规模数据录入过程中的可靠性能表现,这正是充分发挥5G通信潜力的关键所在。”

在5G材料行业,SABIC作为工程塑料的领头羊。早在2012年,公司就投入资金进行低聚物的开发,现在公司开发的细分产品包括NORYL PPO树脂, ULTEM PEI树脂,还有LNP的共聚产品和改性产品,在5G的基站、各种天线,还有毫米波雷达的解决方案上面一直提供创新解决方案。

据笔者了解,5G基站对于新材料的需求迫切。表现为:一、5G时代体量大的电信厂家开始研究和采用塑料腔体滤波器的解决方案,滤波器的设计与制造工艺以及材料紧密相关,工艺参数的细微变化都会极大影响滤波器的性能。塑料腔体滤波器可帮助客户实现减重的需求。二、在5G时代,随着更多频谱和高阶MIMO应用,多频天线内部复杂度急剧升高,天线设计面临着性能、功率容量、可靠性、生产效率等多方面挑战。在5G天线集成化的趋势下,小型化及轻量化成为天线设计基础。5G天线对减重有迫切需求,塑料取代金属已成为一种趋势。

材料作为底层突破的重点,在改变5G产品形态和性能方面潜力巨大。SABIC LNP产品线高级商务经理梁家凤分析说,以4G时代的天线振子为例,主要通过钣金或压铸工艺制造,到了5G时代采用64T64R技术,它需要大量的振子,传统的钣金和压铸工艺无法满足5G高频对精度的要求,催生新技术解决方案。SABIC拥有多样化的选择性电镀和LDS的产品系列供客户选择,可以根据客户不同的介电性能要求,开发个性化解决方案。
 

在5G腔体滤波器领域,SABIC的ULTEM树脂也带来了新的体验。SABIC高耐热工程塑料产品经理王立秋指出,从PEI树脂的角度,4G时代广泛应用了金属腔体滤波器。 5G时代电信厂家开始研究和采用塑料腔体滤波器的解决方案。金属到塑胶的替代,遇到的最大挑战是要求线性膨胀系数要跟金属接近。这要求塑料里面要有很好的改性技术才能够达到产品要求,客户还提出其他严苛的要求,比如说要能够电镀,而且在高低温环境下尺寸的稳定性要求极高,在零下40度到120度之间,不能影响它的信号。SABIC ULTEM聚醚酰亚胺树脂拥有高达217度玻璃化温度的高性能无定性塑料,其性能、机械强度和重量,介电性能和可电镀性能,都得到了通信客户的认可。

在SABIC和客户共同研发的过程中,他们发现,在5G元器件中的主要应用包括光纤连接器与光模块镜头、射频连接器以及射频滤波器组件都是潜力市场。SABIC新近推出的高耐热及低热膨胀系数(CTE)产品,适合表面贴装技术(SMT)的组装工艺,有助于提升生产效率,可以用于生产连接器和腔体射频滤波器。

SABIC热固性材料及添加剂中国区市场开发经理孔凡旺透露,借助NORYL低聚物,开发人员可以制备高速覆铜板,使多层印刷电路板设计具有超低的插入损耗。SABIC的二酐特种树脂单体可以为聚酰亚胺薄膜制造商提供独特的性能,例如:介电性能改进和铜箔接着力等。

随着5G技术的成熟与发展,无人驾驶成为可能。在无人驾驶时代,ADAS高级驾驶辅助系统成为刚需,而毫米波雷达是ADAS的重要组成部件,从L1到L5,特别真正进入到L5最高级自动驾驶技术,一辆车上有10颗毫米波雷达。调研机构预测2021年全球毫米波雷求总销售大概超过几千万颗。

汽车行业专家预测,未来随着5G技术的成熟与发展,毫米波雷达的用量会越来越高,所以对基础材料的要求也会越来越高。SABIC作为工程塑料的领先厂商,提供给客户多种不同的解决方案。可以帮助雷达设计工程师提高和优化毫米波雷达的性能。同时可以实现减重和降低成本。

据SABIC高耐热工程塑料高级业务经理徐黎立介绍,SABIC生产的ULTEM树脂具有很高的红外透过特性,能够完全满足激光的透过,能够实现轻量化。在未来的智能辅助驾驶系统(ADAS)中,从毫米波雷达包括摄像头,激光雷达都会有越来越多的SABIC产品的解决方案。

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