Un composé de nitrure de bore sphérique à 45 % en volume contient un Dk de 3,6 à 3,9 et un Df de 0,0022 à 0,0030 sur toute la bande de 10 à 40 GHz, soit environ 40 % de perte diélectrique en moins qu'un composé d'alumine de même conductivité thermique, et la moitié de celle d'un composé de nitrure d'aluminium. Ces deux nombres, Dk et Df, décident si un réseau multiéléments conserve ses lobes secondaires et si un frontal à 39 GHz conserve son budget de liaison. La plupart des composites remplis de nitrure de bore à constante diélectrique, les chiffres des fréquences 5G en circulation sont des valeurs de fiche technique de 1 MHz extrapolées vers le haut, et cette extrapolation est l'endroit où les conceptions mmWave perdent discrètement de la marge.
Les données ci-dessous proviennent de mesures sur des lots de production XHT – Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd., un producteur de poudre céramique sphérique à Jinhu, Jiangsu, dont le programme de recherche et de développement de nouvelles technologies de matériaux couvre à la fois le four de sphéronisation et le banc d'essai diélectrique, de sorte qu'un changement de formulation peut être mesuré plutôt qu'estimé.
Ils restent plats en Dk et ne dérivent que légèrement en Df : un stratifié BN sphérique à 45 % en volume mesure 3,62 à 10 GHz, 3,71 à 28 GHz et 3,78 à 40 GHz, avec un Df passant de 0,0024 à 0,0030 sur la même période. La planéité compte plus que la valeur absolue, car un empilement conçu sur un nombre de 1 MHz ne suppose aucune dérive.
Le facteur de dissipation du nitrure de bore par rapport à l'alumine à haute fréquence s'élargit avec la fréquence - 1,3 × à 10 GHz, 1,6 × à 40 GHz - même si la céramique d'alumine frittée (Df 0,0002) est un matériau à moindre perte que le cristal BN (Df 0,0004). L’inversion se produit à l’intérieur du composé et non à l’intérieur du cristal.
Trois mécanismes de perte sont en série : la matrice polymère, l’interface charge-matrice et l’eau absorbée. À 45% en volume, la matrice occupe toujours la moitié du volume et contribue à elle seule à 0,0015–0,0020 de Df ; l'interface, sensible à l'eau, ajoute le reste.
L'alumine est le cas problématique : sa surface hydroxylée absorbe 0,05 à 0,15 % en poids d'eau qui ne sortira pas en dessous de 180 °C. Avec Df ≈ 0,15, l'eau à 0,1 % en poids ajoute environ 0,0010 au composé Df à 10 GHz, soit plus que la différence totale entre les deux charges sur papier. Le BN représente moins de 0,02 % en poids et ne nécessite aucune étape de séchage.
Charge à 45 vol% | Noir (10 à 40 GHz) | DF à 10 GHz | DF à 40 GHz | Perte diélectrique à 28 GHz (dB/cm) | Perte diélectrique à 40 GHz (dB/cm) | Conductivité thermique (W/mK) |
BN sphérique | 3,6 à 3,8 | 0,0024 | 0,0030 | 0,132 | 0,210 | 4.5 |
BN plaquettaire (aligné) | 4,0–4,4 | 0,0030 | 0,0035 | 0,181 | 0,258 | 6.0 |
Alumine | 6.7-7.1 | 0,0032 | 0,0038 | 0,249 | 0,355 | 3.2 |
Nitrure d'aluminium | 6,0-6,3 | 0,0040 | 0,0045 | 0,286 | 0,408 | 5.5 |
Silice fondue | 3,3–3,5 | 0,0018 | 0,0020 | 0,091 | 0,130 | 1.0 |
Transformez n'importe quelle fréquence 5G de composites remplis de nitrure de bore à constante diélectrique en atténuation avec α = 0,91 × Df × √Dk × f(GHz) dB/cm. La perte de conducteur ne figure pas dans cette colonne et en dessous de 20 GHz, elle est la plus importante des deux.
Les plaquettes BN s'alignent sur le plan lors du laminage. Étant donné que h-BN est de 3,4 dans le plan contre environ 5,2 dans le plan traversant, un composé aligné affiche deux valeurs Dk pour deux appareils : une ligne microruban, dont le champ traverse l'épaisseur, voit le nombre le plus élevé ; un guide d'ondes coplanaire voit principalement celui du bas. Les rapports « Dk 4.1 » et « Dk 3.6 » pour un stratifié sont généralement tous deux corrects.
Le BN sphérique supprime la variable. Une sphère n'a pas d'orientation privilégiée, donc Dk est le même dans toutes les directions et ne change pas avec la position du portail sur un panneau de 500 mm. XHT vérifie cela en mesurant le même lot qu'un résonateur microruban et un résonateur diélectrique à poteaux divisés, avec une coupe D50 sur le même classificateur utilisé pour la fabrication de produits céramiques spéciaux .
✅ Conclusion : spécifiez la tolérance Dk, pas seulement Dk : une fenêtre de ±0,10 sur un composé plaquettaire provient de l'orientation et non de la poudre.
Quatre spécifications décident du choix – Dk cible, plafond Df à 40 GHz, tolérance Dk sur un panneau et absorption d'humidité – et la conductivité thermique est la cinquième, où BN n'a pas de concurrent. Le coût par kilogramme ne figure pas sur cette liste ; il n'entre qu'en tant que bris d'égalité.
La phase évolue comme √Dk, donc une erreur Dk fractionnaire produit la moitié de cette fraction de l'erreur de phase. Sur Dk 3,70, un écart de ±0,05 est de 1,35 %, qui devient ±30° sur une alimentation de 25 mm à 39 GHz. Cela suffit pour faire passer les lobes secondaires de -25 dB à environ -18 dB et ajouter 0,3 dB de perte de balayage – une pénalité de formation de faisceau payée pour une tolérance de poudre que personne n'a écrite.
Demandez le Dk mesuré sur le stratifié fini, et non sur un palet pressé, et la répartition lot à lot sur cinq lots : un seul CoA cache exactement la variance qui compte.
À 45 % en volume, le BN fournit 4,5 W/mK à Dk 3,7 tandis que l'alumine fournit 3,2 W/mK à Dk 6,9. Faire correspondre 4,5 W/mK avec de l'alumine nécessite environ 55 % en volume, ce qui pousse Dk au-delà de 8 et double environ la perte diélectrique. Pour une antenne en boîtier diffusant 20 à 40 W à partir d'une puce GaN sous Dk 4, il n'y a pas de voie d'alumine.
En dessous de 24 GHz, l'arithmétique s'inverse : la perte diélectrique représente une minorité de la perte d'insertion, le Dk 7 est réalisable pour de nombreux remplacements du FR4 et l'écart de prix de 12 à 15 × est difficile à défendre. Les acheteurs exécutant les deux scénarios peuvent examiner la fabrication des lignes de matériaux électroniques spéciaux aux côtés des lignes BN et comparer le Df mesuré sur un appareil.
La silice fondue mérite la même honnêteté : à 45 % en volume, elle bat le BN en termes de Df et de prix, de sorte que l'ensemble du boîtier du BN repose sur la conductivité thermique.
Application | Cible NSP | Plafond Df à 40 GHz | Chargement (% en volume) | Contrainte contraignante |
Substrat AiP, 28/39 GHz | 3,2 à 3,8 | 0,0030 | 40-48 | Tolérance de phase sur le panneau |
Radôme, 28-40 GHz | 2,8–3,2 | 0,0025 | 25-35 | Épaisseur des parois vs érosion pluviale |
Coussinet d'espacement RF sous PA | 4,0-5,0 | 0,0050 | 50-58 | K thermique, pas Dk |
Composé de moulage / encapsulation | 3,8 à 4,5 | 0,0040 | 35-45 | Correspondance CTE et longueur du flux |
Un matériau de remplissage à faible perte diélectrique pour les substrats d'antenne mmWave doit également survivre au processus : laminage à 200 °C, refusion à 260 °C et trempage d'humidité que la plupart des plans de qualification durent pendant 96 heures à 85/85. BN passe les trois sans dérive Dk supérieure à 0,02 ; les charges hydroxylées se déplacent généralement de 0,05 à 0,12 après le trempage et ne récupèrent pas complètement.
✅ Conclusion : au-dessus de 24 GHz, choisissez la charge par Df à 40 GHz et tolérance Dk, puis vérifiez la conductivité thermique – jamais l'inverse.
Q : Dans quelle mesure Dk se déplace-t-il entre 10 et 40 GHz dans un composé BN ? R : Moins de 0,2 unités pour le BN sphérique — 3,62 à 3,78 dans l'exemple à 45 % en volume. Un chiffre de fréquences 5G pour composites remplis de nitrure de bore à constante diélectrique coté à 1 MHz peut donc être utilisé comme point de départ, à condition qu'il provienne du même chargement et de la même matrice.
Q : L'écart de perte est-il réellement causé par la charge ou par la matrice ? R : Principalement par eau à l’interface. Le facteur de dissipation du nitrure de bore par rapport à l'alumine à haute fréquence existe parce que l'alumine en vrac a la perte intrinsèque la plus faible mais une surface hydroxylée qui retient 0,05 à 0,15 % en poids d'humidité, ajoutant environ 0,0010 au composé Df. Sécher les deux charges à 200 °C sous vide et l'espace se rétrécit à 1,2×.
Q : Un fournisseur peut-il couvrir à la fois le diélectrique et le remplisseur thermique ? R : C'est la demande habituelle, et cela raccourcit la qualification. XHT propose des prix directs en usine à 1 kg, 25 kg et 1 t, utilise des fenêtres D50 personnalisées pour des mélanges diélectriquement adaptés et fournit des qualités OEM sous marque privée - un format CoA et un dispositif diélectrique, ce qui élimine la source de désaccord la plus courante entre deux fournisseurs.
Envoyez à XHT votre Dk cible, votre plafond Df à 40 GHz et la chimie de votre matrice, et vous recevrez des données de résonateur à poteaux divisés mesurées à 10, 28 et 39 GHz sur la charge réelle, plus une fenêtre D50 pour votre cycle de stratification. Des échantillons de 1 kg sont expédiés depuis le stock ; la classification personnalisée dure 25 à 35 jours. Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd. est un fabricant de fractions sphériques de BN, d'alumine et de SiC dans une seule usine, de sorte que les deux côtés d'un empilement peuvent être qualifiés ensemble.
Envoyer à ce fournisseur
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
Fill in more information so that we can get in touch with you faster
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
