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5G未来,塑料滤波器会杀出黑马吗?

着5G通讯技术的发展,滤波器行业不断革新,采用塑料电镀工艺制作的塑料腔体滤波器也越来越受到关注。

一、塑料滤波器发展现状


因为金属非常好的反射电磁波的特性,而且热膨胀系数特别低,目前,腔体滤波器一般采用铝、铜等贵重金属制作,但由于重量大且成本高,随着5G通信的发展以及滤波器行业的竞争加剧,滤波器厂商在不断地研究开发各种减重降本的方案。


图   金属腔体   摄于迈特展台

采用塑料材质制作滤波器腔体的方案是一种比较合理的方案,塑料滤波器以其相对于金属较轻的重量和可靠性越来越受到各家的重视。目前,凡谷、春兴、威富通讯、科创新源等企业都有对塑料滤波器替代金属滤波器的方案进行研发验证。


众所周知,塑料的热传导性能比金属要差,在腔体滤波器的使用过程中,积聚在塑料腔体内部的热量不能及时散发出去,会导致局部温度越来越高而使产品失效,尤其对于大功率滤波器而言,塑料腔体内部在短时间内会积聚较多热量,导致腔体滤波器的电气性能指标下降,不能满足工作需求。


因此,塑料滤波器在功率要求不高的场合下,其自身散热结构能满足需要,稍大功率的滤波器无法采用塑料腔体方案以降低生产成本,散热问题制约着塑料滤波器的发展。


为解决塑料腔体的散热问题,滤波器厂商通过增加金属散热件将滤波器的主要散热部分的热量及时导出到腔体外部,以期降低塑料腔体的内部的温度,避免滤波器在使用过程中热量不断聚集而失效,但是在实际制作时,由于塑料滤波器中的塑料件和金属散热件两种材料本身的热膨胀系数不一样,会影响滤波器的温度偏移性能。


由此可见,适用于生产5G通信的腔体滤波器的塑料材料性能就需要具有与铝合金相近的线性热膨胀系数,介电常数低且稳定,优良的耐热性和尺寸稳定性等特点,能通过塑料电镀达到替换金属腔体的目的。


二、塑料滤波器树脂材料相关介绍


目前也有很多塑料企业在塑料滤波器材料方面进行研究,目前在尝试使用的树脂材料有PEI、PET以及PPS等。


SABIC  ULTEM™ 在射频滤波器金属腔体的替代方案


SABIC的ULTEM™  PEI树脂材料具有接近于铝合金的线性热膨胀系数,且在高温下非常稳定,低密度,与金属相比,减重最高达40%,可表面化镀、电镀,可达到5B,低翘曲,以及良好的金属粘接性和长期可靠性,成本也较金属低。


图  SABIC  ULTEM™3452的热膨胀系数对比




SABIC的ULTEM™ PEI树脂材料在腔体滤波器应用上其他塑料材质所不可比拟的优势,目前,SABIC特材事业部和麦德美乐思一直就此课题紧密配合,不断研究和评估。10月22日,SABIC和麦德美乐思就ULTEM™ PEI树脂在滤波器上的应用进行了交流,针对PEI树脂材料的电镀制程和PEI树脂材料特性及应用等进行研发合作,产品电镀性能的测试结果显示镀层结合力,粗糙度和热老化稳定性完全符合要求。SABIC ULTEM™ PEI树脂材料将助力5G滤波器的发展。


DSM   射频滤波器的树脂替代方案


DSM替代金属滤波器的树脂材料有Xytron™ PPS和Arnite®PET材料,DSM的树脂材料线性膨胀系数接近铝,并拥有良好的电镀性能,能满足螺丝或超声波焊接以及激光焊接的加工要求,可应用于制作塑料腔体。目前,DSM也在配合一些厂家在做相关研究验证。


此外,金发科技也有做相关开发。材料厂商对于树脂材料进行改进,滤波器厂商对滤波器的结构设计改进,两方的共同合作或将能有效解决塑料腔体滤波器散热问题。届时,塑料滤波器或将在5G通信中脱颖而出。


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