2024年5月20日，日本古河电气工业株式会社开发了一种低介电材料“Smart Cellular Board® (SCB®)”，该材料利用微发泡来降低相对介电常数 (Dk) 和介电损耗角正切 (Df)，并减轻重量。
图1 通信基站天线示意图
为了实现具有“高速率、大容量”、“高可靠、低时延”、“多路同时连接”等特点的5G通信，除了Sub6之外，还采用了频率高、带宽大的亚毫米波频段。未来计划推出的Beyond 5G/6G预计将使用更高的频率和更宽的频段，因此天线罩、天线板、移相器板等基站外壳需要能够更有效地传输无线电波和信号的低介电材料。
图 2 Smart Cellular Board® 和截面 SEM 图像
利用其专有技术，古河电工开发了 Smart Cellular Board®（图 2），这是一种板状低介电材料。通过在工程塑料、超级工程塑料等高耐热树脂中产生气泡，可以使本来就具有低介电性能的各种树脂变得更低。发泡还降低了材料的密度，有助于减轻基站组件的重量。传统上，通信基站天线罩采用固体（非发泡）树脂材料，但Smart Cellular Board®通过填充微小气泡来降低介电常数（Dk）和介电损耗角正切（Df）。进一步提高无线电波透明度，并通过降低密度有助于减轻天线罩的重量（图3和图4）。此外，由于其优异的成型性和加工性，可以提供多种形状（图5）。
图3 比重
图4 介电特性
在Beyond 5G/6G的高频段，与天线频率匹配的高频信号流经通信基站的天线和射频部分，因此介电损耗的影响往往比常规低频信号更大。此外，通信基站由于介电损耗而产生大量热量，因此采用具有大型散热器的结构来进行热管理。为了解决这些问题，Smart Cellular Board® 具有良好的介电性能，可最大限度地减少电路板的介电损耗，从而减少电路板产生的热量，并有助于减轻散热器的重量。
图5 加工案例