今年，5G成為高頻熱詞。最近幾年通訊發(fā)展迅速，短短幾年我們就見證了2G、3G、4G的跨越式發(fā)展。寬帶中國(guó)、光纖到戶，見證了銅纜到光纖。而從有線到無線，萬物互聯(lián)，大數(shù)據(jù)，虛擬現(xiàn)實(shí)，智能城市，需要更新的技術(shù)提供支撐。5G具有速度快，容量大的特點(diǎn)。常見的復(fù)合材料，在5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)中有廣泛的應(yīng)用。新的技術(shù)，需要有新的硬件設(shè)施來支撐。

極佳的高頻PCB印刷電路板材料--聚四氟乙烯（PTFE）

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高頻PCB印刷電路板對(duì)材料性能要求包括介電常數(shù)必須小而且很穩(wěn)定、與銅箔的熱膨脹系數(shù)盡量一致。同時(shí)吸水性要低，否則受潮時(shí)會(huì)影響介電常數(shù)與介質(zhì)損耗。另外耐熱性、抗化學(xué)性、沖擊強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度等亦必須良好。

熱塑性材料聚四氟乙烯（PTFE）具有耐高溫特點(diǎn)，使用工作溫度達(dá)250℃。在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高，是理想的PCB板材料。

PTFE還可通過各種形式的填料如玻璃纖維或陶瓷材料加固增強(qiáng)及可改善材料的熱膨脹系數(shù)，材料兼具PTFE材料本身具有的低的溫度特性和電氣特性，非常適合于高頻毫米波多層板的應(yīng)用。

手機(jī)天線的新寵--LCP液晶聚合物

作為無線通信的重要一環(huán)，天線技術(shù)革新是推動(dòng)無線連接發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力。隨著5G的逼近和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的規(guī)模部署，天線在5G網(wǎng)絡(luò)中的作用將越來越重要，發(fā)展前景亦一片大好。

就目前而言，手機(jī)天線軟板基材主要是PI，但鑒于PI基材介電常數(shù)和損耗因子較大，且吸潮性較大、高頻傳輸損耗嚴(yán)重及結(jié)構(gòu)特性較差，令其未能很好地滿足5G對(duì)材料性能的需求。

隨著5G科技的到來，LCP（工業(yè)化液晶聚合物）成為一種理想天線材料。它是80年代初期發(fā)展起來的一種新型高性能特種工程塑料，在熔融態(tài)時(shí)一般呈現(xiàn)液晶性。

LCP具有超卓的電絕緣性能，其介電強(qiáng)度高過一般工程塑料，耐電弧性良好。即使連續(xù)使用溫度200~300℃，也不會(huì)影響其電性能。間斷使用溫度更高達(dá)316℃左右！

相比PI，LCP材料介質(zhì)損耗與導(dǎo)體損耗更小，且更具靈活性和密封性，因而在制造高頻器件應(yīng)用方面前景可觀。隨著4G向高頻高速的5G網(wǎng)絡(luò)邁進(jìn)，LCP也有望成為替代PI的新軟板工藝。

5G手機(jī)天線材料后起之秀--MPI改性聚酰亞胺

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LCP作為手機(jī)天線材料，雖然優(yōu)點(diǎn)多多，但在實(shí)際應(yīng)用中，也面臨不少挑戰(zhàn)。

據(jù)外媒報(bào)道，分析師郭明錤在其一份有關(guān)2019年新iPhone的報(bào)告指出，鑒于Apple 對(duì)LCP原材料供貨商議價(jià)力較低及新LCP 軟板供貨商不足等因素，2019年蘋果手機(jī)將會(huì)結(jié)合LCP和最新的MPI（Modified PI）技術(shù)，以迎合和推進(jìn)5G技術(shù)。

那么MPI又是什么呢？Modified PI其實(shí)是配方經(jīng)過改進(jìn)的聚酰亞胺天線。MPI作為非結(jié)晶性材料，操作溫度寬、在低溫壓合銅箔下容易操作，表面能夠容易與銅相接，因此，未來MPI材料也可能成為5G設(shè)備一大受歡迎材料。

電磁波穿透天線罩--透波復(fù)合材料

由于5G天線遵循MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）概念，意思是多輸入多輸出，這意味著一個(gè)基站內(nèi)可安裝多個(gè)天線，而這些天線的尺寸又很小，需要天線罩的保護(hù)。天線罩要具有良好的電磁波穿透特性，機(jī)械性能上要能經(jīng)受外部惡劣環(huán)境的侵蝕如暴風(fēng)雨、冰雪、沙塵以及太陽輻射等。在材料要求方面，要求在工作頻率下的介電常數(shù)和損耗角正切要低，及要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

一般而言，充氣天線罩常用涂有海帕龍橡膠或氯丁橡膠的聚酯纖維薄膜；剛性天線罩用玻璃纖維增強(qiáng)塑料；夾層結(jié)構(gòu)中的夾心多用蜂窩狀芯子或泡沫塑料。

而在5G趨勢(shì)下，性能優(yōu)越的復(fù)合材料成為備受歡迎的天線外罩材料。復(fù)合材料能起到絕緣防腐、防雷、抗干擾、經(jīng)久耐用等作用，而且透波效果非常好。

透波復(fù)合材料由增強(qiáng)纖維和樹脂基體構(gòu)成，通常，增強(qiáng)材料的力學(xué)性能和介電特性均優(yōu)于樹脂基體，故此復(fù)合材料的透波性能主要取決于樹脂基體的性能。因此，選擇具有優(yōu)良電性能的樹脂基體至關(guān)重要，同時(shí)樹脂在復(fù)合材料中也起膠粘劑的作用，是決定復(fù)合材料耐熱性的基本成分。

樹脂基體主要選擇包括：傳統(tǒng)的不飽和聚酯樹脂（UP）、環(huán)氧樹脂（EP）、改性酚醛樹脂（PF）以及近年來開始研究和應(yīng)用的氰酸酯樹脂（CE）、有機(jī)硅樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂（BMI）、聚酰亞胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）等新型耐高溫樹脂。

理想的5G設(shè)備導(dǎo)熱散熱材料--石墨烯

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高頻率、硬件零部件的升級(jí)以及聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及天線數(shù)量的成倍增長(zhǎng)，設(shè)備與設(shè)備之間及設(shè)備本身內(nèi)部的電磁干擾無處不在，電磁干擾和電磁輻射對(duì)電子設(shè)備的危害也日益嚴(yán)重。與此同時(shí)，伴隨著電子產(chǎn)品的更新升級(jí)，設(shè)備的功耗不斷增大，發(fā)熱量也隨之快速上升。未來高頻率高功率電子產(chǎn)品要著力解決其產(chǎn)生的電磁輻射和熱。

為此，電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)將會(huì)加入越來越多的電磁屏蔽及導(dǎo)熱器件。因此電磁屏蔽和散熱材料及器件的作用將愈發(fā)重要，未來需求也將持續(xù)增長(zhǎng)。

以導(dǎo)熱石墨烯為例，5G手機(jī)有望在更多關(guān)鍵零部件部位采用定制化導(dǎo)熱石墨烯方案，同時(shí)復(fù)合型和多層高導(dǎo)熱膜由于具備更優(yōu)的散熱效果而將會(huì)被更多采用。

從4G通訊到5G通訊的轉(zhuǎn)變是一場(chǎng)技術(shù)的革新，同時(shí)也伴隨著材料領(lǐng)域內(nèi)的性能升級(jí)與產(chǎn)品換代。關(guān)鍵材料正在成為5G全球爭(zhēng)奪戰(zhàn)的核心。