アンテナPCB材料の新しい動向
5GやIOTなどのアプリケーションがより高い周波数を採用するにつれて、それらは過去の3GHzから6GHz、さらには2から30GHzまで徐々に増加し、それがアンテナのRF材料に新しい技術的トレンドをもたらすでしょう。
RogersとコンポーネントディストリビュータのShiqiangが共催する2016 Rogers Asia Advanced Interconnect Solutions Antenna SymposiumでRogers Advanced Boardのマテリアル部門担当副社長を務めるJeff Grudzien氏は、その頻度は高まっていると述べた。プレート損失には非常に高い要件があります。
高周波でどのように低損失を達成するかは、5Gアンテナパネルにとって大きな課題となります。さらに、5G Massive MiMOアンテナの数と複雑さは、4Gアクティブアンテナシステムのそれよりはるかに高くなっています。したがって、アンテナのサイズを小さくすることにより高い要求が課される。さらに、より小さなサイズでより多くのものを統合する必要があるため、5Gと4Gの間では材料の熱伝導率に対する要求も高くなります。
5GおよびIoTのニーズに対応するアンテナPCB材料の新しいトレンドは何ですか？
電力の増強とデバイスの小型化に加えて、もう1つの課題は、より小さなスペースのレイアウトで冷却機能を実行する方法です。 「私達の会社はより高い熱伝導率の値を持つプレートに関するより多くの研究をしています、なぜならプレートの選択は周波数の増加のために薄くなるからです。
非常に薄い材料で私達の高い熱伝導率の値をどのように達成するかもまた難題です。 「Jeff Grudzien氏はまた、5G通信がより多くの周波数帯域をアンテナに追加するにつれて、基地局の塔にはすでに多くのアンテナがあり、アンテナ設計はますます複雑になると述べた。
パワーブーストのため、エンジニアはアクティブ回路をアンテナシステムに組み込んでアクティブアンテナシステムを形成したいと考えています。アクティブアンテナシステムでは、限られたスペースに多くの部品を配置する必要があります。この場合、多層PCBが複雑なアンテナ設計要件を満たすために過去のケーブルに取って代わり始めました。
Jeff Grudzien氏によると、ロジャーズ独自の熱硬化性樹脂は、上記の高周波、多周波、および複雑なアンテナシステムのニーズを満たしています。無線周波数の分野では、ロジャースは大きな市場シェアを持っています。 2014年、Rogersはアンテナ製品ラインを拡大するために、アンテナ分野の優れたメーカーであるYalongを買収しました。 Yalongの買収以前は、Rogersのアンテナソリューションは熱硬化性樹脂でした。この材料は、これまでその国のほとんどのエンジニアには馴染みがなかったため、主にテフロン材料（PTFE熱可塑性樹脂）を使用しています。
高温処理は、通常、高周波回路基板の処理および製造において重要な部分です。誘電性プリプレグの形成から銅張積層板まで、そして回路部品の最終加工から、プリント回路板（ＰＣＢ）材料の製造は加熱を必要とする。熱可塑性複合材料と熱硬化性複合材料はどちらも、それぞれ独自の特性と特性を持つ、PCBの誘電体層または銅張積層板の製造における接着剤として一般的に使用されています。
熱可塑性材料は通常硬質または硬化していますが、温度が上昇するにつれて、材料は融点に近づくにつれてゆっくりと軟化します。熱可塑性材料は、ガラス繊維またはセラミック材料のような充填剤で強化することができる。熱硬化性材料の硬化プロセスは、熱化学反応の結果です。
例えば、２つのエポキシ樹脂が一緒に混合されると、化学反応が起こりそして材料が硬化する。それらは最初は柔らかいかまたは液体であるので、熱硬化性材料および充填剤材料は簡単な工程混合によって高めることができる。
しかし、一旦硬化または硬化すると、熱硬化性材料は一般に熱可塑性材料よりも硬い。熱硬化性材料硬化プロセスは、熱可塑性材料のようには再び溶融しない不可逆的な熱化学反応プロセスです。熱可塑性材料は周囲温度で安定であるが、硬化前の熱硬化性材料の貯蔵寿命は限られている。
熱可塑性材料は通常、熱硬化性材料よりも電気的損失が少ない。さらに、時間が経過して温度が上昇するにつれて、熱可塑性材料の電気的特性は熱硬化性材料よりも変化が少なくなる。熱硬化性材料は時間とともに酸化します。
酸化プロセスにより、PCB材料の誘電率（DK）と損失係数（DF）が変化し、RF /マイクロ波周波数などの性能が変化する可能性があります。
継続的な研究と改善を通じて、ロジャースの科学者たちはPCB中の熱可塑性材料と熱硬化性材料の性能も改善しました。適切なフィラー材料を添加することによって、電気的および機械的特性の両方が大幅に向上します。