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深圳市盛通电子有限公司

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4G时代射频板材的新特性
   
 

4G时代射频板材的新特性

全球LTE已进入高速发展阶段,中国预计在2013年底发放4G商用牌照,运营商已开始大规模投资4G基础网络建设。“4G网络可以带来更高的带宽和频谱利用率,对于我们手机用户的好处就是网速更快、信号更强。4G技术的发展趋势对材料带来了一些新的挑战。”

射频板材面临的挑战主要表现为以下三个方面:

第一,  带宽更宽了。宽带宽要求电路设计时考虑更多细节。例如,更低插损、更多PA模块,以及单板上更小的布局面积。
第二,  功率更大了。越大输出功率产生的热耗就越多,因此我们需要更好的散热以及更大的面积来散热。这恰恰跟第一个趋势是矛盾的。
第三,  4G的发展趋向于一个‘整合’。例如,功放跟天线有很多需要整合在一起的设计,比如小基站设计、有源天线设计等。速度的提升对回传的要求提高了,因此就需要用到更高频率以追求更大带宽。所以这些要求对于射频板材带来非常大的挑战。

基于以上因素的考量,罗杰斯针对4G市场,分别推出了相应的产品。

1). 4G天线市场要求天线材料具备优良的无源互调(PIM)性能,以及刚性、轻质地和低成本的特点。针对4G天线市场,罗杰斯推出了RO4700JXR™系列天线产品。该系列材料具有优秀的机械和电气性能,质地很轻,可以进行多层板压合(多层板的层压对于PFTE类天线材料来讲加工难度更高,成本也更高),同时降低了PIM值。RO4700JXR可应用于基站、RFID和其他天线设计,比如用于基站的天线设计、用于微基站的天线的功放集成设计、在AAS上面功放的天线集成设计,以及其他需要用到功放的天线、多层板天线和复杂天线系统。换句话说,RO4700JXR弥补了多层板天线的空白。

2). 4G PA市场将朝着更高功率、更紧凑型电路设计和更好稳定性的趋势发展。针对4G PA市场,罗杰斯推出了RO4360G2™层压板。该材料具有6.15介电常数(DK)值,高DK可以有效降低电路板尺寸。在功放小型化和天线小型化的应用上,RO4360G2都非常有价值。

3). 高功率PA要求材料具备更低的插损和更高的导热性(更高TC值)来帮助降低温度。针对高功率PA市场,罗杰斯推出了RO3006HTC™层压板。该产品具备高导热性能,达1.75W/mK,可以帮助降低PA板的温度,提升PA电路的长期可靠性。另外,RO3006HTC可以更好地降低插损。

4). 随着时间的推移和温度的变化,氧化会对板材造成影响。从长期来看,氧化会导致线路板材的介电常数和损耗因子发生小幅变化。对于在高温下需要更高稳定性的应用,罗杰斯开发出RO4835™线路板材。它是一款提高了原有RO4350B™抗氧化性能的材料。其抗氧化性能提升了10倍。此外,RO4835的电气性能和机械性能几乎与RO4350B相同。

杨熹强调,“对于这种宽带的、大功率的,并且对设计的复杂性有更高要求的4G产品,罗杰斯可谓是考虑到了它的方方面面。”

航空航天等高可靠领域 高频材料的新挑战

近年来,随着中国载人航天、空间技术、卫星通信等学术科研领域的快速发展,对高频材料的需求突飞猛涨。而且,随着高频信号传输设备及高频信号处理设备的使用频率从MHz向GHz、THz转移,对高频材料的性能也提出了更高的要求。

“电子行业发展迅速,要求材料更低损耗、更稳定,兼容高密度设计和对环境友好的性能。这些要求意味着市场需要更低损耗角正切(Df)的材料,以制造更低插损和更高性能的产品。长期稳定性能、宽带宽和大的温度适用范围,也比以前变得愈加重要。进一步讲,高密度设计要求更高的Dk以实现紧凑设计,和更高的导热性以实现长期稳定性。同时,高密度设计要求多层制造工艺相兼容。”杨熹表示。

应对这些挑战,罗杰斯结合了原有的技术,针对性地研发满足市场需求的更多新产品。

1).低损耗产品:随着数据速率的提升,高频数据板材要求更低插损。RO3000®层压板是添加了陶瓷填料的PTFE复合材料,拥有商业级材料中最低的损耗。适用于商业微波以及射频应用。该系列产品可以提供非同一般的电气以及机械稳定性。
2).高稳定性产品:RO4835层压板适合要求在高温下有更高稳定性以及比标准射频热固性材料更加耐氧化的应用。其抗氧化性比原有RO4350B提升了10倍。
3).高TC材料:RT/duroid™ 6035HTC层压板是陶瓷填充的聚四氟乙烯组分高频电路材料,具备高导热性,专为大功率射频微波应用设计。
4).易加工:RO4000®层压板系列材料的加工过程类似于FR-4,适用于自动化贴装。

除此以外,RT/duroid 5000 和RT/duroid 6000 层压板也具备卓越的电子性能,广泛用于高可靠性、航天航空应用领域。所有罗杰斯的材料都符合RoHs标准。

关注客户需求  持续投资中国市场

罗杰斯公司是高频电路板材料的领导厂商,拥有180 多年的材料科学和工艺知识。在其发展历程中,罗杰斯一直成功开发和调整产品、技术和生产设施来满足现有和新兴市场的需求。从1832年成立之初公司作为纸板生产商到现在,罗杰斯已经发展成为世界领先的特殊材料供应商,涵盖众多高技术设备和系统。在过去的几十年,罗杰斯更专注于RF行业,并不断构建其专长、技术和产品。

谈到如何在激烈的市场竞争中获得领先地位和保持优势竞争力,Sheryl Long表示,“客户是第一位的。我们积极聆听客户的想法,然后改进我们的产品和服务,以更好地满足客户需要。我们不仅有销售人员与客户对话,还有大量当地的技术服务人员、应用开发工程师以及市场经理给予客户支持。我们致力于深刻理解客户、目标市场以及我们的技术通过怎样的方式取得重大影响。”

Sheryl进一步介绍道,“罗杰斯具有创新和与客户一起合作解决问题的优良传统。我们的开发团队由众多有经验的科学家组成。我们不断投入资金研究和开发,以实现我们产品的飞跃发展并为客户开发新技术。每年我们都会向市场推出多款创新产品。今年迄今为止,我们已经收到了关于我们产品的很多正面反馈。”

为了更好地服务于中国客户,罗杰斯于2011年投资2000万美金在苏州正式投产高频线路板材料。2012年底苏州工厂已实现了全负荷运行,大幅增加了线路板材料的生产制造能力。“因此,我们可以向中国客户提供更快和更有质量保证的产品。”Sheryl强调。

据了解,罗杰斯还在苏州投资建设了Treater设备,用以生产RO4000产品线的电子材料。杨熹介绍道,“我们希望给中国本土最好的支持,所以就将更多的产能、更多的技术带到中国。”

   

 
 
 
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