5G對材料帶來的新挑戰(zhàn)

高菲

1 5G對材料的挑戰(zhàn)

5G相對于4G/LTE，具有比4G/LTE高達(dá)1 000倍以上的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。Massive MIMO技術(shù)、更寬頻譜帶寬的需求以及毫米波頻段的使用等都使5G相對于4G/LTE有著非常大的區(qū)別。

例如5G技術(shù)中Sub-6GHz頻段下的天線系統(tǒng)。雖然其頻段與4G并無太大的不同，但是5G的天線數(shù)目、復(fù)雜度和集成度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G的天線。5G天線系統(tǒng)使用更加先進(jìn)的Massive MIMO技術(shù)，使在同一個(gè)天線中具有多達(dá)64路甚至更高的輸入/輸出，這就需要天線設(shè)計(jì)的新穎性以及高的集成度。由此衍生出來的，是對具有低介電常數(shù)及容差、更低插損、更高一致性，能夠進(jìn)行多層板設(shè)計(jì)及加工、同時(shí)在溫度、環(huán)境變化保持穩(wěn)定性能且滿足阻燃性要求的材料需求。

5G的頻段還包括28 GHz、39 GHz等毫米波頻段。毫米波頻段的信號都具有很小的波長，電路設(shè)計(jì)需要選擇更薄的電路材料。而且隨著頻率的升高，電路損耗會進(jìn)一步增加，也需要更低損耗的電路材料滿足設(shè)計(jì)的需求。同時(shí)，因?yàn)楦叩念l段，相比C波段對材料的一致性和可靠性都提出了更高的要求。

另外，5G中由于系統(tǒng)多通道的特點(diǎn)，需要降低電路的尺寸，減小基站體積，工程師對射頻和數(shù)字信號的集成度提出了更高要求，從而需要廣泛使用多層板結(jié)構(gòu)進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，電路層數(shù)將從10層演變到20多層，甚至30層。

2 羅杰斯的解決方案

羅杰斯公司作為全球材料工程領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，持續(xù)創(chuàng)新、不斷研發(fā)出新的材料和解決方案應(yīng)對未來市場的需求。對于5G，羅杰斯發(fā)布了多款針對于5G不同應(yīng)用的相關(guān)產(chǎn)品。

.在2020年早些時(shí)間發(fā)布的R04835TTM材料、對應(yīng)的R04450TTM半固化片，以及CU4000TM，CU4000TMLoPro⑧銅箔。R04835T和R04450T材料是陶瓷填充的、使用特殊開纖玻璃布的具有極低損耗熱固型材料，產(chǎn)品的推出主要是滿足工程師對具有低損耗、更薄厚度（ 2.5-5） mil、易加工等需求而專門設(shè)計(jì)的，廣泛應(yīng)用于5G毫米波基站的多層板電路設(shè)計(jì)中。CU4000和CU4000 LoPro銅箔是為多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供的片狀銅箔選擇，與R04000⑧產(chǎn)品一同使用具有優(yōu)良的銅箔結(jié)合力。

·對于某些5G毫米波應(yīng)用場景，其對電路插損要求極高的多層電路，羅杰斯還推出了CLTE_MWTM材料。它具有超低的材料損耗因子（ 0.0015），且有3-10 mil多個(gè)厚度選擇。

·對于5G天線應(yīng)用，羅杰斯推出了具有獨(dú)特專利技術(shù)的R04730G3TM材料，它的介電常數(shù)是3.0，具有低損耗、低無源互調(diào)的特點(diǎn)，滿足94-VO阻燃性要求，厚度有5.7 mil、10.7 mil、20.7 mil、30.7 mil等多個(gè)選擇，非常適合于5G低頻段以及毫米波頻段的天線應(yīng)用。

·對于5G中的小型化設(shè)計(jì)需求，羅杰斯也推出了具有高介電常數(shù)的R04460G2TM半固化片材料，與羅杰斯R04360G2TM材料相結(jié)合，填補(bǔ)多層板設(shè)計(jì)中高介電常數(shù)粘結(jié)材料的空白。

.對于應(yīng)用中的高導(dǎo)熱的需求，羅杰斯也即將推出具有極高導(dǎo)熱系數(shù)的TC350TM Plus材料，非常適合于電路中對熱量管理需求的應(yīng)用。