根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，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(shù)達到5.2億戶。北京冬奧會所有場館都實現(xiàn)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(guī)模多路輸入輸出技術( massive Multiple-Input Multiple-Output, mMIMO )，5G宏基站中的信道數(shù)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(wǎng)絡可以帶來更快的速度、更低的時延和更大的接入數(shù)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。
濾波器的選擇和創(chuàng)新
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(fā)射單元中應用幾十個金屬腔濾波器十分具有挑戰(zhàn)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(shù)的陶瓷作為電磁波傳輸?shù)慕橘|，可以大大縮小單個濾波器的體積，減輕重量并節(jié)約成本，同時還能實現(xiàn)更優(yōu)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。
介質波導濾波器面臨的挑戰(zhàn)
介質波導濾波器在初期時的量產(chǎn)遇到了很大挑戰(zhàn)，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(chǎn)化乃至5G基站大規(guī)模部署的挑戰(zhàn)。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(wěn)定性
良好的加工實現(xiàn)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(fā)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(tǒng)的絲網(wǎng)印刷、浸涂、濺射、電鍍等方式，噴涂工藝可以實現(xiàn)高良率、高生產(chǎn)效率和低生產(chǎn)成本的完美結合。
介質波導濾波器用噴涂銀漿的開發(fā)
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(jīng)過系統(tǒng)的研發(fā)和測試后開發(fā)出了全新的漿料體系。這款漿料同時實現(xiàn)了優(yōu)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(xiàn)異型陶瓷體表面的完全包覆，在干燥及燒結后均不會發(fā)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(yōu)異的電性能，可以幫助其提高0.1-0.2dB的插損表現(xiàn)。
優(yōu)異的噴涂工藝性能
備受認可的解決方案
憑借卓越的創(chuàng)新，5G基站介質波導濾波器用噴涂銀漿的開發(fā)獲得了杜邦2021創(chuàng)新大賽“TOP10創(chuàng)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(xiàn)量產(chǎn)，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(jīng)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。
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