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5G手机软磁EMC吸波材料+BN SHEET
发布:2021-11-17


语:5G时代巨大数据流量对于通讯终端的芯片、天线等部件提出了更高的要求,器件功耗大幅提升的同时,引起了这些部位发热量的急剧增加。BN氮化硼散热膜是当前5G射频芯片、毫米波天线、无线充电、无线传输、IGBT、印刷线路板、AI、物联网等领域最为有效的散热材料,具有不可替代性。


   

本产品是国内首创自主研发的高质量二维氮化硼纳米片,成功制备了大面积、厚度可控的二维氮化硼散热膜,具有透电磁波、高导热、高柔性、低介电系数、低介电损耗等多种优异特性,解决了当前我国电子封装及热管理领域面临的“卡脖子”问题,拥有国际先进的热管理TIM解决方案及相关材料生产技术,是国内低维材料技术领域顶尖的创新型高科技产品。    



什么是5G?


定义


“5G”一词通常用于指代第5代移动网络。5G是继之前的标准(1G、2G、3G、4G 网络)之后的最新全球无线标准,并为数据密集型应用提供更高的带宽。除其他好处外,5G有助于建立一个新的、更强大的网络,该网络能够支持通常被称为 IoT 或“物联网”的设备爆炸式增长的连接——该网络不仅可以连接人们通常使用的端点,还可以连接一系列新设备,包括各种家用物品和机器。


公认的5G的优势是:

•具有更高可用性和容量的更可靠的网络

•更高的峰值数据速度(多Gbps)

•超低延迟


与前几代网络不同,5G网络利用在26GHz 至40GHz范围内运行的高频波长(通常称为毫米波)。由于干扰建筑物、树木甚至雨等物体,在这些高频下会遇到传输损耗,因此需要更高功率和更高效的电源。


5G部署最初可能会以增强型移动宽带应用为中心,满足以人为中心的多媒体内容、服务和数据接入需求。增强型移动宽带用例将包括全新的应用领域、性能提升的需求和日益无缝的用户体验,超越现有移动宽带应用所支持的水平。



毫米波是关键技术


毫米波通信是未来无线移动通信重要发展方向之一,目前已经在大规模天线技术、低比特量化ADC、低复杂度信道估计技术、功放非线性失真等关键技术上有了明显研究进展。但是随着新一代无线通信对无线宽带通信网络提出新的长距离、高移动、更大传输速率的军用、民用特殊应用场景的需求,针对毫米波无线通信的理论研究与系统设计面临重大挑战,开展面向长距离、高移动毫米波无线宽带系统的基础理论和关键技术研究,已经成为新一代宽带移动通信最具潜力的研究方向之一。


毫米波的优势:毫米波由于其频率高、波长短,具有如下特点:

频谱宽,配合各种多址复用技术的使用可以极大提升信道容量,适用于高速多媒体传输业务;可靠性高,较高的频率使其受干扰很少,能较好抵抗雨水天气的影响,提供稳定的传输信道;方向性好,毫米波受空气中各种悬浮颗粒物的吸收较大,使得传输波束较窄,增大了窃听难度,适合短距离点对点通信;波长极短,所需的天线尺寸很小,易于在较小的空间内集成大规模天线阵。

毫米波的缺点:毫米波也有一个主要缺点,那就是不容易穿过建筑物或者障碍物,并且可以被叶子和雨水吸收。这也是为什么5G网络将会采用小基站的方式来加强传统的蜂窝塔。




什么是吸波材料?



定义


所谓吸波材料,指能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量,从而减少电磁波的干扰的一类材料。在工程应用上,除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外,还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。



介绍


1.1 随着现代科学技术的发展,电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场、机航班因电磁波干扰无法起飞而误点;在医院、移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此,治理电磁污染,寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料,已成为材料科学的一大课题。


1.2 电磁辐射通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害。研究证实,铁氧体吸波材料性能最佳,它具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等特点。将这种材料应用于电子设备中可吸收泄露的电磁辐射,能达到消除电磁干扰的目的。根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律,利用高磁导率铁氧体引导电磁波,通过共振,大量吸收电磁波的辐射能量,再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。


1.3 吸波材料在设计时,要考虑两个问题:

1)电磁波遭遇吸波材料表面时,尽可能完全穿过表面,减少反射;

2)在电磁波进入到吸波材料内部时,要使电磁波的能量尽量损耗掉;



5G手机材料:EMC软磁吸波材料


    


软磁性材料指的是当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。软磁性材料的剩磁与矫顽磁力都很小,即磁滞回线很窄,它与基本磁化曲线几乎重合。这种软磁性材料适宜作电感线圈、变压器、继电器和电机的铁芯。常用的软磁性材料有硅钢片,坡莫合金和铁氧体等。



  • 原理

不同的铁磁材料磁滞现象的程度不同,磁滞回线水平方向越宽的材料,也就是磁滞回线面积越大的材料,其磁滞现象越严重。


磁滞回线面积宽阔,材料的剩磁和矫顽磁力都大,其磁滞损失严重,不宜于作交变磁场中工作的铁心,而适合于作永久磁铁,这种材料称为硬磁性材料。


磁滞回线瘦窄,而面积较小,这种材料称为软磁性材料,它的磁滞损失较小,适于交变磁场工作。软磁材料是电子工业中变压器、电机等电磁设备所不可缺少的材料。


  • 性能参数

饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。

矩形比:Br∕Bs

矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。

磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。

初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。


降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)。


  • 软磁材料

软磁性材料指的是当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。软磁性材料的剩磁与矫顽磁力都很小,即磁滞回线很窄,它与基本磁化曲线几乎重合。这种软磁性材料适宜作电感线圈、变压器、继电器和电机的铁芯。常用的软磁性材料有硅钢片,坡莫合金和铁氧体等。 


  • 吸波材料按损耗机制分类

1、电阻型损耗,此类吸收机制和材料的导电率有关的电阻性损耗,即导电率越大,载流子引起的宏观电流(包括电场变化引起的电流以及磁场变化引起的涡流)越大,从而有利于电磁能转化成为热能。


2、电介质损耗,它是一类和电极有关的介质损耗吸收机制,即通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。电介质极化过程包括:电子云位移极化,极性介质电矩转向极化,电铁体电畴转向极化以及壁位移等。


3、磁损耗,此类吸收机制是一类和铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗,此类损耗可以细化为:磁滞损耗,旋磁涡流、阻尼损耗以及磁后效效应等,其主要来源是和磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。此外,最新的纳米材料微波损耗机制是如今吸波材料分析的一大热点。



  • EMI/RFI中电磁波的场概念


  • 软磁类吸波材料定义及作用频段划分



  • 吸波材料作用机理之吸收损耗类别



  • 吸波材料先期设计仿真



  • 典型应用:A区吸波材料(近场应用之能量转换)



  • 典型应用:B区吸波材料(辐射近场EMI/RFI)



  • 典型应用:B区吸波材料(辐射近场EMI/RFI)



  • 典型应用:C区吸波材料(辐射远场mmWAVE应用)



  • 典型应用:C区吸波材料(辐射远场mmWAVE应用)



一、产品概述 Introduction 


对应于5G的低延迟、大容量、高速度的特征,其信号收发设备功率将显著增大,由此而来的信号干扰也会增强,这需要电磁屏蔽材料效能的提升;5G通讯使用的电磁波频段拓宽,这对材料的电磁屏蔽带宽提出新的要求;同时也要满足设备小型化超薄化的设计要求。



二、产品特点 Features



三、产品参数 Physical propterty data 



四、应用场合 Main application



五、数据测试 Testing data




文章来源:微信公众号“凯文蔡说材料

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