Das neue SMT-fähige Material kann das Gewicht von RF-Filtern in 5G-Makrozellen um bis zu 40 % reduzieren. Zudem können die Dipolantennenmatrix und der HF-Hohlraumfilterkörper im Spritzgießverfahren in einem Stück hergestellt werden, was das Design erleichtert.
Sabic, Bergen op Zoom (Niederlande), hat mit Ultem 3473 sein erstes PEI-basiertes Material mit SMT-Fähigkeit (Surface Mount Technology/Oberflächenmontagetechnik) vorgestellt. Das Material trägt dem wachsenden Trend zu kleineren, leichteren 5G-Makrozellen Rechnung, indem es einen möglichen Ersatz für Metall darstellt. So kann Ultem 3473 beispielsweise das Gewicht eines Aluminium-Hohlraumfilters um bis zu 40 % reduzieren. Bei einer typischen Makrozelle mit 64 Filtern kann diese Gewichtseinsparung erheblich sein. Darüber hinaus kann dieses PEI das Design neuer, integrierter Antennenfiltereinheiten (AFUs) erleichtern, was mit Metall nicht möglich ist. Im Spritzgießverfahren können die Dipolantennenmatrix und der HF-Hohlraumfilterkörper in einem Stück hergestellt werden. Dieser Ansatz vereinfacht die Produktion und kann zu zusätzlichen Gewichtseinsparungen führen.
„In enger Zusammenarbeit mit den führenden Unternehmen der Branche haben wir beobachtet, dass immer mehr Hersteller von 5G-Infrastrukturen die Verwendung leichterer Materialien prüfen, um die Montage, den Transport und die Installation dieser Komponenten zu vereinfachen und zu beschleunigen“, sagte David Wang, Senior Business Manager bei Sabic. „Wir unterstützen das, indem wir eine effektive Alternative zu Metall anbieten und das Design integrierter Antennenfiltereinheiten ermöglichen.“
Ober- und Unteransicht einer Antennenfiltereinheit (AFU), die mit Ultem 3473 hergestellt wurde. (Fotos: Sabic)
Der neue Kunststoff Ultem 3473 bietet Leistungs-, Verarbeitungs- und Montagevorteile gegenüber Metalldruckguss und Thermoplasten wie gefülltem PPS. Das SMT-fähige Material hält während des Montageprozesses Temperaturen von bis zu 260 °C stand. Mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK), der dem von Metall ähnlich ist, bietet Ultem 3473 eine langfristige Dimensionsstabilität in einem breiten Betriebstemperaturbereich von -40 bis +150 °C. Die Dimensionsstabilität des Materials trägt wiederum dazu bei, eine konsistente Signalfilterung des HF-Hohlraumfilters zu gewährleisten, indem Dimensionsschwankungen über diese Temperaturbereiche verringert werden. Im Gegensatz dazu steigt der WAK von gefüllten PPS-Produkten bei Temperaturen über 85 °C bis 90 °C deutlich an, wie interne Tests von Sabic ergaben.
Abgesehen von diesen Vorteilen bietet das Material eine gute Oberflächenmetallisierung während des chemischen Beschichtungsprozesses. Das Ergebnis ist eine gute Adhäsion der Metallschicht an der Matrix bei geringer Oberflächenrauhigkeit. Diese Faktoren tragen dazu bei, geringe Signalverluste und langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Anwender, die neue integrierte AFU-Designs aus dem PEI nutzen wollen, können die Zykluszeiten im Vergleich zum Gießen und Bearbeiten von Aluminium erheblich reduzieren. Das Spritzgießen mehrerer einteiliger Komponenten kann den Durchsatz erhöhen, schneller auf die wachsende Nachfrage nach 5G-Komponenten reagieren und potenziell das Gewicht von 5G-Makrozellen reduzieren.
„Unser neues Ultem 3473 ist das erste Produkt im Portfolio, das auf 5G-Makrozellen und andere elektrische Geräte abzielt“, sagte Siguang Jiang, Staff Scientist bei Sabic. „Zusätzlich zu kritischen Eigenschaften wie einer guten Dielektrizitätskonstante und einem hohen Verlustfaktor bietet das Material eine erhöhte Wärmebeständigkeit für den SMT-Montageprozess. Seine verbesserte Fließfähigkeit hilft, miniaturisierte, komplexe Designs zu realisieren. Der Werkstoff ist nicht nur ein hervorragender Kandidat für 5G-Netzwerke, sondern kann auch in anderen Sektoren eingesetzt werden, z. B. in der Industrie oder im Elektrobereich, wo Lösungen zur Gewichtsreduzierung erforderlich sind.“
