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5G时代,需要哪些化工新材料?

来源:郑州天顺食品添加剂有限公司 发布时间:2022-07-29 16:08:04 关注: 0 次
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我国以5G基建为首的七大关键产业新基建,2020年的投资规模在21800亿左右。基于5G对传输速度、传输信号强度、电磁屏蔽能力、元器件厚度密封性等方面的规定,综合起来,5G必须要低介电、高导热和高电磁屏蔽的高分子材料。那么从基建到手机,5G时代必须要哪些化工新材料呢?今天我们就带大伙儿来盘点一下。

PCB

PCB(PrintedCircuitBoard)做为“电子产品之母”,是承载并连接其余电子元器件的纽带,是当代电子信息技术产业中不可或缺的产品。

5G时代基站天线用PCB会倾向于更多层的高集成设计,这必须要基站天线用PCB板有更强的传输性能和散热性能,所以5G基站用PCB板要选用更高频率、更高传输速度、耐热性更强的电子基材。

PCB产业链由上游的铜箔、玻纤、覆铜板,中游的PCB生产制造以及下游的应用领域构成。覆铜板对PCB直接影响PCB导电、绝缘、支撑等功能,是PCB生产制造的重要基材,占PCB原料中成本费用最高的。

滤波器

基站天线滤波器是射频系统的重要构成部分,主要工作原理是使发送和接收信号中指定的频率成分通过,并极大地衰减其余频率成分。

5G时代受制于MassiveMIMO对大规模天线集成化的规定,陶瓷介质滤波器在小型化、轻量化、低损耗、温度稳定性、性价比上存有优越性,陶瓷滤波器慢慢变成市场主流产品。

陶瓷滤波器关键生产制造加工工艺主要是有粉体配方、压制成型及烧结、金属化和调试四个环节。生产技术重点难点在于一致性,陶瓷粉体材料的配方、生产的自动化以及调试的良率和效率全部都是滤波器生产的重点难点所在。

LCP

较早的天线由铜和合金等金属制作而成,之后伴随着FPC加工工艺的出现,4G时代的天线生产制造材料逐渐选用PI膜(聚酰亚胺)。但PI在10Ghz以上损耗非常明显,不能满足5G终端设备的要求,凭借介子损耗与导体损耗更小,具备灵活性、密封性等特性,LCP(LiquidCrystalPolymer,液晶聚合物)慢慢取得运用。

但LCP成本昂贵、加工工艺复杂,现阶段MPI(ModifiedPolyimide,改良的聚酰亚胺)极可能变成5G时代初期天线材料的主流产品选择之一。

将来LCP将主要是运用到像无人驾驶等必须要快速响应的和AR、VR等必须要大容量传输的应用领域。LCP可用作高频电路基板、COF基板、多层板、IC封装、u-BGA、高频连接器、天线、扬声器基板、镜头模组/FPC、移相器小型投影仪等。

导热散热材料

导热材料主要是用作解决电子设备的散热现象,用作发热源和散热器的接触界面之间,通过选用导热系数远高于空气的热界面材料,来提高电子元器件的散热效率。5G时代新产品具备“高热流密度、高功率、稳定性、热响应、超薄”的特性,这就对导热、散热材料提出更高的规定。

导热材料位于产业链中游,上游原料包含石墨、PI膜、硅橡胶、改性塑料等,下游运用聚集在消费电子、通信基站、动力电池等领域。

MPI

改性聚酰亚胺(MPI)非结晶性的材料,通常在各种温度下都可以进行操作,特别是在低温压合铜箔时,能够非常容易地与铜的表面接着。

其氟化物的配方被改良,在10G~15GHz的超高频甚至是极高频的信号处理上的表现极可能媲美LCP天线,MPI能够 符合5G时代的信号处理要求,且价位较LCP更实惠,故在5G发展壮大早期,MPI极可能取代一部分PI,变成重要的过渡期材料。

半导体材料

5G将带来半导体材料颠覆性的转变,伴随着通讯频段向高频迁移,基站天线和通信设备必须要适用高频性能的射频器件,GaN的优越性将逐渐凸显。

现阶段电信基站领域横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)这三类占有率相差并不大,从将来发展趋向来说,5G通信频率最高可达85GHz,是GaN发挥优势的频段,促使GaN极可能变成5G基站基本建设关键材料之一。

除此之外,伴随着GaN单晶衬底研究技术日趋完善,下一阶段的发展方向是大尺寸、高完整性、低缺陷密度、自支撑衬底材料。

手机后盖材料

现阶段手机后盖材料正从金属转向玻璃、陶瓷和塑料,这其中塑料又是最受推崇的材料之一,但一般注塑+喷涂的后盖和保护套是不能满足5G时代要求的,将来的发展趋势是质感上和体验上都向金属或玻璃靠近。

PMMA+PC复合板材原料成本低、且易于加工、耐摔不易碎不变形;通过纹理设计和3D高压成型能够 实现3D玻璃效果,表面视觉质感大大增强;背板兼具优良的耐磨性和韧性。

陶瓷材料融合了玻璃的外观差异化、无信号屏蔽、硬度高等性能优越性,并且有接近于金属材料的优异散热性。

陶瓷做为手机外壳材料具备优良的质感,它的耐磨性好、散热性能好,能够 符合5G通信和无线充电技术对机身材料的规定。氧化锆陶瓷主要是用作后盖、指纹识别的贴片或可穿戴设备的外壳、锁屏和音量键等小型结构件。

电磁屏蔽材料

电磁波造成的电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)现象日趋严重,不但对电子仪器、设备造成干扰和损坏,影响其正常工作,也会环境污染,影响人们身体健康。另外,电磁波泄露也会危及信息安全。

电磁屏蔽是运用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播,其基本原理是屏蔽材料对电磁波进行反射和吸收。电磁屏蔽材料解决电磁波造成的电磁干扰和电磁兼容现象。

总结

5G通讯用材料种类非常丰富,从金属材料、陶瓷材料、玻璃材料、复合材料、工程塑料到功能材料,都有极大的市场空间,5G时代的到来推动了整个产业链的发展壮大!

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