5G Frekanslarında Bor Nitrür Dolgulu Kompozitlerin Dielektrik Sabiti: 10 ila 40 GHz arası Dk ve Df Verileri

Hacimce %45'lik bir küresel bor nitrür bileşiği, 10-40 GHz bandının tamamında Dk 3,6–3,9 ve Df 0,0022–0,0030'u tutar; aynı termal iletkenliğe sahip bir alümina bileşiğinden yaklaşık %40 daha az dielektrik kaybı ve bir alüminyum nitrürün yarısı kadardır. Bu iki sayı, Dk ve Df, aşamalı bir dizinin yan loblarını koruyup korumayacağını ve 39 GHz'lik bir ön ucun bağlantı bütçesini koruyup korumayacağını belirler. Dielektrik sabit bor nitrür dolgulu kompozitlerin çoğu, dolaşımdaki 5G frekansı rakamları, yukarıya doğru tahmin edilen 1 MHz veri sayfası değerleridir ve bu ekstrapolasyon, mmWave tasarımlarının sessizce marjını kaybettiği yerdir.

Aşağıdaki veriler , yeni malzeme teknolojisi araştırma ve geliştirme programı hem küreselleştirme fırınını hem de dielektrik test tezgahını kapsayan, Jinhu, Jiangsu'da küresel bir seramik tozu üreticisi olan Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd. adlı XHT üretim partilerindeki ölçümlerden gelmektedir; dolayısıyla bir formülasyon değişikliği tahmin edilmek yerine ölçülebilir.

1. BN dolgulu bileşiklerin Dk ve Df'si gerçekte 10 ila 40 GHz arasında nasıl görünür?

Dk'de düz kalırlar ve Df'de yalnızca hafifçe sürüklenirler: hacimce %45 küresel BN laminat, 10 GHz'de 3,62, 28 GHz'de 3,71 ve 40 GHz'de 3,78 ölçer; Df, aynı aralıkta 0,0024'ten 0,0030'a yükselir. Düzlük mutlak değerden daha önemlidir, çünkü 1 MHz'lik bir sayı üzerinde tasarlanan yığın hiçbir sapmanın olmadığını varsayar.

Sinterlenmiş alümina seramiği (Df 0.0002) BN kristalinden (Df 0.0004) daha düşük kayıplı bir malzeme olmasına rağmen, yüksek frekans aralığında bor nitrürün alüminaya karşı dağılım faktörü frekansla birlikte genişler - 10 GHz'de 1,3 ×, 40 GHz'de 1,6 ×. Tersine dönme kristalin içinde değil bileşiğin içinde gerçekleşir.

Dolgu maddesinin kendi Df'si neden bileşiğin içinde zar zor hayatta kalıyor?

Üç kayıp mekanizması seri halde bulunur: polimer matrisi, dolgu matrisi arayüzü ve emilen su. Hacimce %45'te matris hala hacmin yarısını kaplar ve tek başına 0,0015-0,0020 Df katkıda bulunur; suya duyarlı olan arayüz geri kalanını ekler.

Sorunlu durum alüminadır: hidroksillenmiş yüzeyi ağırlıkça %0,05-0,15 oranında suyu emer ve bu da 180 °C'nin altına düşmez. Df ≈ 0,15 ile ağırlıkça %0,1 su, 10 GHz'deki Df bileşiğine yaklaşık 0,0010 ekler; bu, kağıt üzerinde iki dolgu maddesi arasındaki toplam farktan daha fazladır. BN ağırlıkça %0,02'nin altında bir miktar tutar ve herhangi bir kurutma aşamasına ihtiyaç duymaz.

Herhangi bir dielektrik sabiti bor nitrür dolgulu kompozit 5G frekansı rakamını α = 0,91 × Df × √Dk × f(GHz) dB/cm ile zayıflamaya dönüştürün. İletken kaybı bu sütunda yer almaz ve 20 GHz'in altında ikisinden daha büyüktür.

İki laboratuvarın anlaşmazlığa düşmesine neden olan anizotropi tuzağı

Platelet BN, laminasyon sırasında düzlemle aynı hizaya gelir. h-BN düzlem içi 3,4 ve düzlem içi yaklaşık 5,2 olduğundan, hizalanmış bir bileşik iki sabitlemeye iki Dk değeri gösterir: alanı kalınlığın içinden geçen bir mikroşerit çizgi daha yüksek sayıyı görür; eş düzlemli bir dalga kılavuzu çoğunlukla alttakini görür. Bir laminat için "Dk 4.1" ve "Dk 3.6" raporlarının her ikisi de genellikle doğrudur.

Küresel BN değişkeni kaldırır. Kürenin tercih edilen bir yönü yoktur, bu nedenle Dk her yönde aynıdır ve 500 mm'lik bir panel üzerinde kapı konumuyla değişmez. XHT, özel seramik ürünlerin imalatında kullanılan aynı sınıflandırıcı üzerinde D50 kesimli, hem mikroşerit rezonatör hem de split-post dielektrik rezonatör ile aynı partiyi ölçerek bunu doğrular.

✅ Özet olarak: Sadece Dk'yi değil, Dk toleransını da belirtin — trombosit bileşiği üzerindeki ±0,10 pencere tozdan değil yönelimden gelir.

2. mmWave anten alt katmanları için düşük dielektrik kayıplı dolguyu nasıl seçersiniz?

Seçimi dört spesifikasyon belirliyor - hedef Dk, 40 GHz'de Df tavan, panel genelinde Dk toleransı ve nem alımı - ve termal iletkenlik, BN'nin rakibi olmadığı beşinci özelliktir. Kilogram başına maliyet bu listede yok; yalnızca eşitliği bozucu olarak girer.

Dk toleransı doğrudan faz hatasına dönüşür

Faz √Dk olarak ölçeklenir, dolayısıyla kesirli bir Dk hatası faz hatasının yarısı kadarını üretir. Dk 3,70'te ±0,05'lik yayılma %1,35'tir ve bu, 39 GHz'de 25 mm'lik ilerlemede ±30° olur. Bu, yan lobları -25 dB'den yaklaşık -18 dB'ye çıkarmak ve 0,3 dB tarama kaybı eklemek için yeterlidir; bu, hiç kimsenin yazmadığı toz toleransı için ödenen hüzme oluşturma cezasıdır.

Dk'nin preslenmiş bir disk üzerinde değil, bitmiş laminat üzerinde ölçülmesini ve beş partiye partiden partiye yayılmasını isteyin; tek bir CoA, tam olarak önemli olan varyansı gizler.

BN'nin tek seçenek olduğu ve olmadığı yerler

Hacimce %45'te BN, Dk 3,7'de 4,5 W/mK sağlarken, alümina Dk 6,9'da 3,2 W/mK sağlar. 4,5 W/mK'nın alümina ile eşleştirilmesi hacimce yaklaşık %55'e ihtiyaç duyar, bu da Dk'yi 8'in üzerine çıkarır ve dielektrik kaybını kabaca iki katına çıkarır. Dk 4'ün altındaki bir GaN kalıbından 20-40 W yayılan paket içindeki bir anten için alümina yolu yoktur.

24 GHz'in altında aritmetik tersine döner: dielektrik kaybı ekleme kaybının küçük bir kısmıdır, Dk 7 birçok FR4 değişimi için uygulanabilir ve 12-15x fiyat farkının savunulması zordur. Her iki senaryoyu da çalıştıran alıcılar, BN hatlarının yanı sıra elektronik özel malzeme hatlarının üretimini inceleyebilir ve ölçülen Df'yi tek bir fikstürde karşılaştırabilir.

Erimiş silika aynı dürüstlüğü hak ediyor: hacimce %45 ile hem Df hem de fiyat açısından BN'yi geride bırakıyor, dolayısıyla BN'nin durumu termal iletkenliğe dayanıyor.

MmWave anten alt katmanları için düşük dielektrik kayıplı dolgu maddesinin de bu süreçten sağ çıkması gerekir: 200 °C laminasyon, 260 °C yeniden akış ve çoğu kalifikasyon planının 96 saat boyunca 85/85 oranında çalışmasını sağlayan nem emme. BN, 0,02'nin üzerinde bir Dk kayması olmadan üçünü de geçer; hidroksillenmiş dolgu maddeleri tipik olarak ıslatıldıktan sonra 0,05-0,12 oranında hareket eder ve tamamen iyileşmez.

✅ Özet olarak: 24 GHz'in üzerinde, dolguyu 40 GHz'de Df ve Dk toleransına göre seçin, ardından termal iletkenliği kontrol edin; asla tersini yapmayın.

SSS

S: Bir BN bileşiğinde Dk, 10 ile 40 GHz arasında ne kadar hareket eder? C: Küresel BN için 0,2 birimin altında — %45 hacim örneğinde 3,62 ila 3,78. Bu nedenle, aynı yüklemeden ve aynı matristen gelmesi koşuluyla, 1 MHz olarak belirtilen dielektrik sabiti bor nitrür dolgulu kompozitler 5G frekans rakamı bir başlangıç ​​noktası olarak kullanılabilir.

S: Kayıp boşluğuna gerçekten dolgu maddesi mi yoksa matris mi neden oluyor? C: Çoğunlukla arayüzdeki su yoluyla. Yüksek frekans aralığında bor nitrürün alüminaya karşı dağılma faktörü mevcuttur, çünkü toplu alümina daha düşük içsel kayba sahiptir, ancak ağırlıkça% 0,05-0,15 nem tutan ve Df bileşiğine yaklaşık 0,0010 ekleyen hidroksillenmiş bir yüzeye sahiptir. Her iki dolguyu da vakum altında 200 °C'de kurutun ve boşluk 1,2 kata kadar daralır.

S: Bir tedarikçi hem dielektrik hem de termal dolguyu kapsayabilir mi? C: Bu olağan bir taleptir ve yeterliliği kısaltır. XHT, fabrikadan doğrudan 1 kg, 25 kg ve 1 ton fiyat teklifi verir, dielektrik olarak eşleşen karışımlar için özel D50 pencereleri çalıştırır ve iki satıcı arasındaki en yaygın anlaşmazlık kaynağını ortadan kaldıran bir CoA formatı ve bir dielektrik fikstür olmak üzere özel etiket altında OEM sınıfları sağlar.

Veri sayfası numarasını değil, matrisinizde ölçülen Dk ve Df'yi alın

XHT'yi hedef Dk'nize, 40 GHz'de Df tavanınıza ve matris kimyanıza gönderin; gerçek yüklemede 10, 28 ve 39 GHz'de ölçülen bölünmüş post rezonatör verilerini ve ayrıca laminasyon döngünüz için bir D50 penceresini alacaksınız. Stoktan 1 kg'lık numuneler gönderilir; özel sınıflandırma 25-35 gün sürer. Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd., tek bir tesiste küresel BN, alümina ve SiC fraksiyonları üreticisidir, dolayısıyla bir istifin her iki tarafı da birlikte nitelendirilebilir.