Las nuevas tendencias en materiales de antena PCB.
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Dado que las aplicaciones como 5G e IOT adoptarán frecuencias más altas, aumentarán gradualmente desde los últimos 3GHz a 6GHz o incluso de 2 a 30GHz, lo que traerá nuevas tendencias tecnológicas a los materiales de RF de la antena.
Jeff Grudzien, vicepresidente de la División de Materiales de la Junta Avanzada de Rogers, dijo en el Simposio Antenna Antenna Solutions 2016 de Rogers Asia Advanced, copatrocinado por Rogers y el distribuidor de componentes Shiqiang, dijo que la frecuencia está aumentando. La pérdida de placa tiene requisitos muy altos.
Cómo lograr una menor pérdida en altas frecuencias se convierte en un desafío importante para los paneles de antena 5G. Además, el número y la complejidad de las antenas MiMO masivas 5G es mucho mayor que la de los sistemas de antenas activas 4G. Por lo tanto, se requieren mayores requisitos para reducir el tamaño de la antena. Además, debido a la necesidad de integrar más cosas en un tamaño más pequeño, 5G contra 4G también impone mayores requisitos a la conductividad térmica de los materiales.
¿Cuáles son las nuevas tendencias en materiales de PCB de antena para las necesidades de 5G y IoT?
Además del aumento de potencia y la miniaturización del dispositivo, otro desafío es cómo realizar la función de enfriamiento en un diseño de espacio más pequeño. “Nuestra empresa investiga más sobre placas con valores más altos de conductividad térmica, porque la selección de las placas será más delgada debido al aumento de la frecuencia.
Cómo lograr nuestros altos valores de conductividad térmica en materiales muy finos también es un desafío. "Jeff Grudzien también dijo que a medida que la comunicación 5G agrega más y más bandas de frecuencia a la antena, ya hay muchas antenas en la torre de la estación base, y el diseño de la antena se vuelve cada vez más complicado.
Debido al aumento de potencia, los ingenieros desean colocar circuitos activos en el sistema de antena para formar un sistema de antena activo, que requiere que se coloquen más componentes en un espacio limitado. En este caso, los PCB de capas múltiples comenzaron a reemplazar los cables anteriores para cumplir con los complejos requisitos de diseño de la antena.
Según Jeff Grudzien, la resina termoendurecible única de Rogers satisface las necesidades de los sistemas de antenas de alta frecuencia, multifrecuencia y complejos mencionados anteriormente. En el campo de la radiofrecuencia, Rogers tiene una gran cuota de mercado. En 2014, Rogers adquirió Yalong, un excelente fabricante en el campo de las antenas, para expandir su línea de productos de antenas. Antes de la adquisición de Yalong, la solución de Rogers en la antena era una resina termoestable. Debido a que este material no era familiar para la mayoría de los ingenieros del país, utiliza principalmente materiales de teflón (resina termoplástica de PTFE).
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El procesamiento a alta temperatura suele ser una parte importante del procesamiento y la fabricación de la placa de circuito de alta frecuencia. Desde el inicio de la formación de preimpregnados dieléctricos hasta laminados revestidos de cobre, así como el procesamiento final de los componentes del circuito, la producción de materiales de placa de circuito impreso (PCB) requiere calentamiento. Tanto los compuestos termoplásticos como los termoestables se usan comúnmente en las capas dieléctricas de PCB o como adhesivos en la fabricación de laminados revestidos de cobre, cada uno con sus propias características y características.
Los materiales termoplásticos suelen ser rígidos o endurecidos, pero a medida que aumenta la temperatura, el material se ablandará lentamente a medida que se acerca al punto de fusión. Los materiales termoplásticos pueden reforzarse con rellenos como fibra de vidrio o materiales cerámicos. El proceso de endurecimiento de un material termoestable es el resultado de una reacción termoquímica.
Por ejemplo, cuando se mezclan dos resinas epoxi, se produce una reacción química y el material se endurece. Dado que inicialmente son blandos o líquidos, el material termoestable y el material de relleno se pueden mejorar mediante un simple proceso de mezcla.
Pero una vez endurecidos o curados, los materiales termoestables son generalmente más duros que los materiales termoplásticos. El proceso de endurecimiento del material termoestable es un proceso de reacción termoquímica irreversible que no se funde nuevamente como un material termoplástico. Los materiales termoplásticos son estables a temperaturas ambiente, pero la vida útil de los materiales termoestables antes del curado es limitada.
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Los materiales termoplásticos suelen tener menos pérdidas eléctricas que los materiales termoestables. Además, a medida que pasa el tiempo y aumentan las temperaturas, las propiedades eléctricas de los materiales termoplásticos cambian menos que los materiales termoestables. Los materiales termoestables se oxidan con el tiempo.
El proceso de oxidación puede causar cambios en la constante dieléctrica (DK) y el factor de pérdida (DF) del material de PCB y puede causar cambios potenciales en el rendimiento, como las frecuencias de RF / microondas.
A través de la investigación y mejora continua, los científicos de Rogers también han mejorado el rendimiento de los materiales termoplásticos y termoestables en la PCB. Al agregar materiales de relleno adecuados, las propiedades eléctricas y mecánicas se mejoran enormemente.