根據工信部的數據，截止2022年2月28日，我國累計建成開通的5G基站超過142.5萬個，5G手機終端連接數達到5.2億戶。北京冬奧會所有場館都實現了5G覆蓋。今年，我國將新建的5G基站達60萬個以上。
與4G基站相比，5G基站的關鍵技術之一是采用了大規模多路輸入輸出技術( massive Multiple-Input Multiple-Output, mMIMO )，5G宏基站中的信道數量通常可以達到32T/R甚至64T/R，這使得5G時代的移動通信網絡可以帶來更快的速度、更低的時延和更大的接入數量。而每一條信道背后，都對應著一個濾波器來進行電磁波信號的處理
在5G部署之前，4G以及更早的基站中采用的大多是金屬腔濾波器，或介質加載的金屬腔濾波器。然而，金屬腔濾波器的體積大、重量重、成本高，在5G基站天線發射單元中應用幾十個金屬腔濾波器十分具有挑戰性。與金屬腔濾波器使用空氣作為介質不同，介質波導濾波器使用高介電常數的陶瓷作為電磁波傳輸的介質，可以大大縮小單個濾波器的體積，減輕重量并節約成本，同時還能實現更優異的電性能。
杜邦微電路材料在5G的早期階段就認為，在5G基站中，介質濾波器將取代金屬濾波器成為主流技術。而這一判斷也恰恰被市場驗證，介質波導濾波器成為了5G宏基站首選的濾波器解決方案。
介質波導濾波器在初期時的量產遇到了很大挑戰，除介質陶瓷的成型之外，介質外表面的金屬化是主要難點。5G基站使用的介質波導濾波器的結構十分復雜，有許多尺寸不一的盲孔、通孔和異形結構。
如何在這種復雜結構的陶瓷表面制備一層十幾微米且厚度均勻的金屬層，變成了介質波導濾波器量產化乃至5G基站大規模部署的挑戰。這對金屬化的性能提出了極高的要求：
-
5G頻段下的高導電率和低損耗特性
-
戶外使用的可靠性和穩定性
- 良好的加工實現完全包裹介質而不泄漏電磁信號
杜邦微電路材料通過與客戶的密切合作，共同開發出了基于噴涂技術的介質波導濾波器金屬化工藝流程。相較于傳統的絲網印刷、浸涂、濺射、電鍍等方式，噴涂工藝可以實現高良率、高生產效率和低生產成本的完美結合。
為了匹配噴涂工藝的要求，滿足濾波器對漿料高導電率和高可靠性的要求，杜邦微電路材料經過系統的研發和測試后開發出了全新的漿料體系。這款漿料同時實現了優異的導電率、噴涂厚度一致性和邊角包裹能力，只需通過一次噴涂即可實現異型陶瓷體表面的完全包覆，在干燥及燒結后均不會發生開裂、露底等缺陷，結合其高導電率特性，最終保證了介質濾波器優異的電性能，可以幫助其提高0.1-0.2dB的插損表現。
憑借卓越的創新，5G基站介質波導濾波器用噴涂銀漿的開發獲得了杜邦2021創新大賽“TOP10創新項目”和員工評選的“最受觀眾歡迎項目”兩項大獎。
此外，客戶在杜邦微電路材料技術專家的支持下迅速打通了介質波導濾波器金屬化的噴涂工藝流程，成功實現量產，并順利的通過了終端用戶的認證測試。目前，我們的客戶已經成為多個全球一線通信設備廠商的主力供應商，使用這款銀漿金屬化的介質波導濾波器也在世界各地的5G基站中獲得了廣泛的部署。
原文始發于微信公眾號（杜邦交通與材料）：5G基站小型化的幕后功臣
