比亚迪：5G时代，手机天线制造在材料及工艺上面临的挑战

 一、什么是5G天线

5G天线是一个含芯片的模组，即天线点阵，16个小的米粒大小的天线，不可能用16根屏蔽线引出信号到射频芯片了，需要就地解决与芯片连接难题。引出天线与点阵天线做成一体，一般一个芯片管理四个点阵。

图 4G手机天线布局（金属机壳及玻璃机壳）

图 5G手机阵列天线模组

5G天线由三个典型应用场景组成

• 宽带宽，用户体验速率在0.1~1gpbs，峰值速率在10gbps，流量密度在10Tbps/km2；

• 超可靠低时延通信，主要的指标是端到端的时间延迟为ms级别；可靠性接近100%;

• 海量机器类通信，主要指标是连接数密度，每平方公里连接100万个终端，10^6/km2。

二、5G时代手机天线对材料的挑战

材料是射频技术的关键，掌握射频材料至关重要。

5G将需要新材料射频电路的性能很大一部分取决于射频材料和LTCC低温陶瓷共烧封装工艺。射频器件的关键材料包括砷化镓GaAs、氮化镓GaN、电子陶瓷等；工艺包括LTCC、RFCMOS；模组封装工艺主要是LTCC。而射频天线的材料包括铁氧体系列（镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、钡铁氧体等）、超材料、导电高分子材料等。

三、5G时代对手机天线制造工艺的挑战

1. IML技术

IML (In-mold Label) 即模内镶件注塑，其工艺非常显著的特点是：表面是一层硬化的透明薄膜，中间是印刷图案层，背面是塑胶层，由于油墨夹在中间，可使产品防止表面被刮花和耐摩擦，并可长期保持颜色的鲜明不易退色。

2. 涂层技术

涂层技术包括：电镀技术，阳极氧化，等离子抛光，涂层技术，涂料与油墨，防指纹技术等。

在手机盖板上应用比较广泛。

3. SBID&LDS技术

PI膜（聚酰亚胺）是不能用于10G频率以上系统，因为，材料有一个叫损耗的指标，聚酰亚胺基材，在10Ghz以上损耗很厉害了。塑胶中毫米波段低损耗的材质是液晶聚合物（LCP）和PPS材质，但都需要再进一步改性成LDS基材。陶瓷基材在手机天线的应用将越来越广。

图 主要工艺流程

SBID/LDS 工艺能够为设计布局提供更多选择：内外表面都是可以利用的，侧壁可以作为电路载体。通孔金属化更是一种高效安全的连接方式。

四、5G时代电连接技术的挑战

• RF连接器可能很小，如果可以在提高性能、简化安装并减少可能的人为错误的同时减小连接器的尺寸，便有了充分更换的理由。

• 连接器配合过紧或过松、中心线未正确对齐的连接器或暴露于灰尘、污迹或潮湿环境下连接器很容易产生的PIM（无源互调失真）问题。

• 连接器异种金属接点、被腐蚀金属表面、金属氧化物接点或其他位置产生信号的混频，会产生相当高级别的谐波与寄生信号。

• 射频连接器将迎来高速增长，但部分周边连接器逐步减少甚至会被取代。

素材来源：比亚迪  周工，艾邦井帅帅编辑整理，未经允许，禁止转载！

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