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5G新基建帶火哪些高端材料?
來源:雅式橡塑網    作者:溫蘭芳    日期:2020.07.29

今年兩會上,新基建、拓展5G應用話題成為關注熱點,當中,新基建也包括了5G 基建,這意味著,加強5G基建和拓展5G應用將齊頭並進,2020年,中國將迎來5G的爆發期。


據海通證券分析,5G基建方面,2020年三大運營商5G資本開支目標1803億元(人民幣,下同)、同比增長338%,5G基站建設目標50萬個、同比增加285%。


5G基站的海量增長,將同步帶動PCB、天線振子及天線罩等元器件應用的大幅增長,塑料憑著其獨特性能優勢如低介電、高導熱和電磁屏蔽等,將在5G領域獲得發展紅利。


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5G基站數量暴漲,天線振子、天線罩、基站外殼等組件材料需求大增,塑料備受關注。


天線振子數量暴增,改性塑料受關注


基於高頻高速傳輸的需求,5G基站將採用大規模天線關鍵技術(Massive MIMO),將使得天線及其對應的振子數量大增。


隨著天線振子數量增多,金屬振子面臨造價昂貴且過重問題,因此,5G天線振子將變得小型化、輕量化。為應對 5G 新型天線的變化,市場上出現了全新的3D選擇性電鍍塑料振子方案,其中代表企業為飛榮達。


塑料天線振子採用內含有機金屬復合物的改性塑料材料,用注塑成型的方式製造。材料主要包括PPS、LCP及 PPA等,具有吸水性低、電絕緣性優良、介電損耗低、耐高溫等特點。目前東麗(Toray)、住友化學(Sumitomo Chemical)都推出這類材料。


塑料振子在保證天線滿足5G電器性能的同時,還具備高精度、高集成、加工靈活、輕質等優勢,同時減少了危險過程工序,節約了成本。


PCB 海量增長, PTFE備受推崇


在5G基站中,印刷電路板(PCB)作為最基礎的連接裝置將被廣泛使用。天線振子需要使用PCB作為連接;濾波器等元器件將大幅增加,需要使用一塊單獨的PCB來連接這些元器件;CU/DU(集中/分布單元)等部分也需要使用PCB。5G 建設初期,對於PCB 的需求增量直接體現在無線網和傳輸網上,對PCB 背板、高頻板、高速多層板的需求較大。


PCB上遊原材料主要包括銅箔、玻璃纖維布、以及PTFE在內的特殊樹脂等其他化工材料。玻璃纖維布作為增強材料,起著絕緣和增加強度的作用;特殊樹脂作為填充材料,起著粘合和提升板材性能的作用。


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PTFE是5G時代基站PCB板的優選樹脂材料。


目前,PCB上遊的特殊樹脂領域目前國際領先的廠商還是以海外廠商為主,包括日本的三菱瓦斯(MGC)、松下(Panasonic)、日立化成(Hitachi Chem),羅傑斯(Rogers)、伊索拉(Isola),以及中國臺灣的聯茂、臺光等。


為了滿足高頻高速PCB產品的可靠性、復雜性、電性能和裝配性能等要求,許多PCB基板材料的廠商對特殊樹脂進行了不同的改進。在目前高速高頻化的趨勢下,較為主流的PCB材料包括PTFE、EPBT、CE、PPE、PI,由此衍生出的覆銅板種類超過130種。


對於基站PCB而言,最為重要的指標是介電特性、信號傳輸速度和耐熱性,前兩點上PTFE基板都具有較好的性能。它是目前為止發現的介電性能最好的有機材料,優異的介電性能有利於信號完整快速地傳輸,從這角度而言,PTFE是5G時代基站PCB板的優選樹脂材料。目前生產PTFE的企業主要有科慕、大金氟化工、阿科瑪、3M、德清科賽、浙江巨化集團等企業。


復合材料用於天線罩、基站外殼


在天線罩方面,要求材料要具有良好的電磁波穿透特性,要有耐受惡劣環境的強機械性能,可以絕緣防腐、防雷等。


在5G趨勢下,性能優越的復合材料成為備受歡迎的天線外罩材料。復合材料能起到絕緣防腐、防雷、抗幹擾、經久耐用等作用,而且透波效果非常好。


在基站外殼方面,傳統的4G基站為大型的鐵塔形狀,而5G基站的特點則是小型輕巧,因此也可以使用復合材料才打造,復合材料具有易加工、性能強大、質輕等優勢。


例如,科思創(Covestro)研發了適用於5G基站外殼的聚碳酸酯及其混合材料。據科思創介紹,聚碳酸酯剛性強、重量輕、調頻通過性佳,並且適於注塑成型。


其中一些規格的材料也顯示出良好的耐候性或導熱性,或適於雙組分注塑成型和激光直接成型(LDS)。       

 

本文部分數據參考:平湖市浙江工業大學新材料研究院



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