中國粉體網訊 近年來,隨著無線通信技術的不斷發展和普及,無線通信的應用場景越來越廣泛,如手機通信、無線數據傳輸、衛星導航、物聯網等。在無線通信系統中,天線作為接收和發射無線信號的重要器件,對系統的性能和可靠性起著至關重要的作用。
據中國粉體網了解,提升天線性能的手段主要包括三種:一是優化封裝技術,如多層電路板封裝技術和半導體封裝技術等;二是優化天線結構,如對傳統天線結構進行開槽、折疊、短路枝節、改變饋電方式等;三是優化天線基板材料,如采用材料復合、改善工藝、研發新型材料等方式提升天線基板材料的性能。
前兩種技術手段已經得到充分發展并逐漸趨于瓶頸,而天線基板材料的性能仍有較大提升空間。此外,由于天線的封裝設計和結構優化都與基板材料有著密切關系,因此優異基板材料的研發是實現天線性能優化的關鍵部分。
今年5月,華為技術有限公司與電子科技大學申請的《一種磁混合材料及其制備方法、高分子復合材料、天線及電子設備》專利公布,其中磁混合材料包括磁性粉體與粘度調節粉體的混合物。
據該專利說明介紹,由于鐵氧體磁粉材料具有高磁導率低損耗特點,成為了電子設備中的天線基板、高頻微波線路板、電感器、濾波器和其他設備的關鍵基礎材料之一。相關技術中,具有高磁導率低損耗特點的鐵氧體磁粉材料是天線基板的關鍵基礎材料。因此為了實現信號傳輸的低損耗,采用鐵氧體磁粉材料用于天線材料中,可以在降低天線物理尺寸的同時,避免使用高介電常數的磁粉材料對天線工作時的不利影響,進而提升集成度。
然而上述鐵氧體材料采用鐵氧體獨石結構,通過摻雜的方式調控鐵氧體材料共振峰位置,使得鐵氧體材料完全燒結成天線基板使用,在實際將鐵氧體材料燒結成天線基板時,該鐵氧體材料燒結成型后強度較脆,使得形成的天線基板容易出現開裂且易碎,從而導致天線基板力學性質較差的問題。而上述專利的目的即在于解決由于采用鐵氧體磁性材料容易出現的開裂且易碎的問題。
具體而言,該專利提供的磁混合材料包括磁性粉體與粘度調節粉體的混合物。其中,粘度調節粉體的粒徑小于磁性粉體的粒徑,使得磁性粉體在磁混合材料中的體積較大,便于提高磁混合材料的磁性,并且粘度調節粉體位于磁性粉體的粉粒之間,起到潤滑作用,以增強磁性粉體與粘度調節粉體混合后的流動性和可塑性。
粘度調節粉體采用非金屬礦化物,可以有效地調節磁混合材料的流動性和粘性,使得磁混合材料與高分子材料復合后,對所形成的高分子復合材料的流動性進行調節,進而使得高分子復合材料具有較強的可塑性。
用于粘度調節的非金屬礦化物,可以是包含鋁或硅的氧化物粉體,其具有熱膨脹系數低、浸潤性、熱穩定性和絕緣性好的特性,能夠調節磁混合材料和高分子材料混合后的粘度,還能夠在將粘度調節粉體和磁性粉體混合成磁混合材料后,使得磁混合材料的熱膨脹系數較低,以避免加熱時磁混合材料出現膨脹的情況;并且有助于提高磁混合材料浸潤性,以便于磁混合材料與高分子材料均勻混合;再者是在高溫加工磁混合材料時,磁混合材料具有良好的熱穩定性,以避免出現反應并放出氣體的情況;還有就是磁混合材料絕緣性較好,磁混合材料在與高分子材料復合后保持絕緣特性。
此外,該專利說明中還提到,非金屬礦化物粉體也可以是:高嶺土粉、鈦白粉、滑石粉、長石粉、方解石粉、石英粉、重鈣粉、輕鈣粉、螢石粉、云母粉、產酞菁、鉛鉻系列顏料、珠光顏料、重晶石粉、石墨粉、石膏粉及澎潤土粉等等具有熱膨脹系數低、浸潤性、熱穩定性和絕緣性好等特性,并且可作為粘度調節類的粉體。
總之,在粘度調節粉體的“加持”之下,磁混合材料的流動性和粘性得以增強,進而增強磁混合材料的力學性質,最終使得高分子復合材料在制成天線基板時,便于加工且不易開裂損壞。
資料來源:
華為專利:一種磁混合材料及其制備方法、高分子復合材料、天線及電子設備
梁亞輝:18H六角鐵氧體制備及在 S 波段天線中的應用研究,電子科技大學
(中國粉體網編輯整理/平安)
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