5G对材料带来的新挑战

高菲

1 5G对材料的挑战

5G相对于4G/LTE，具有比4G/LTE高达1 000倍以上的网络传输速率。Massive MIMO技术、更宽频谱带宽的需求以及毫米波频段的使用等都使5G相对于4G/LTE有着非常大的区别。

例如5G技术中Sub-6GHz频段下的天线系统。虽然其频段与4G并无太大的不同，但是5G的天线数目、复杂度和集成度都远远高于4G的天线。5G天线系统使用更加先进的Massive MIMO技术，使在同一个天线中具有多达64路甚至更高的输入/输出，这就需要天线设计的新颖性以及高的集成度。由此衍生出来的，是对具有低介电常数及容差、更低插损、更高一致性，能够进行多层板设计及加工、同时在温度、环境变化保持稳定性能且满足阻燃性要求的材料需求。

5G的频段还包括28 GHz、39 GHz等毫米波频段。毫米波频段的信号都具有很小的波长，电路设计需要选择更薄的电路材料。而且随着频率的升高，电路损耗會进一步增加，也需要更低损耗的电路材料满足设计的需求。同时，因为更高的频段，相比C波段对材料的一致性和可靠性都提出了更高的要求。

另外，5G中由于系统多通道的特点，需要降低电路的尺寸，减小基站体积，工程师对射频和数字信号的集成度提出了更高要求，从而需要广泛使用多层板结构进行电路的设计，电路层数将从10层演变到20多层，甚至30层。

2 罗杰斯的解决方案

罗杰斯公司作为全球材料工程领域的领导者，持续创新、不断研发出新的材料和解决方案应对未来市场的需求。对于5G，罗杰斯发布了多款针对于5G不同应用的相关产品。

.在2020年早些时间发布的R04835TTM材料、对应的R04450TTM半固化片，以及CU4000TM，CU4000TMLoPro⑧铜箔。R04835T和R04450T材料是陶瓷填充的、使用特殊开纤玻璃布的具有极低损耗热固型材料，产品的推出主要是满足工程师对具有低损耗、更薄厚度（ 2.5-5） mil、易加工等需求而专门设计的，广泛应用于5G毫米波基站的多层板电路设计中。CU4000和CU4000 LoPro铜箔是为多层结构设计提供的片状铜箔选择，与R04000⑧产品一同使用具有优良的铜箔结合力。

·对于某些5G毫米波应用场景，其对电路插损要求极高的多层电路，罗杰斯还推出了CLTE_MWTM材料。它具有超低的材料损耗因子（ 0.0015），且有3-10 mil多个厚度选择。

·对于5G天线应用，罗杰斯推出了具有独特专利技术的R04730G3TM材料，它的介电常数是3.0，具有低损耗、低无源互调的特点，满足94-VO阻燃性要求，厚度有5.7 mil、10.7 mil、20.7 mil、30.7 mil等多个选择，非常适合于5G低频段以及毫米波频段的天线应用。

·对于5G中的小型化设计需求，罗杰斯也推出了具有高介电常数的R04460G2TM半固化片材料，与罗杰斯R04360G2TM材料相结合，填补多层板设计中高介电常数粘结材料的空白。

.对于应用中的高导热的需求，罗杰斯也即将推出具有极高导热系数的TC350TM Plus材料，非常适合于电路中对热量管理需求的应用。