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铜和塑料粘合,打造更好5G

光滑铜箔及其表面的照片(a);90°剥离实验时,铜箔/聚四氟乙烯组件的照片。

随着信息时代的推进,数字通信技术在人类日常生活中扮演的角色变得越发重要。这要求工程师们不断改进硬件。phys.org网站当地时间9月2日报道,日本大阪大学的研究人员展示了一种用无胶黏剂强力粘合聚四氟乙烯(PTFE)和光滑铜箔的方法。这种方法或将支撑起性能更出众的5G技术。

由于通过通信系统传输的数字信息持续复杂化,传输频率必须相应提高。然而,随着频率的提高,电路传导元件的传输损耗也会增加。因此,工程师们必须不断改进材料,以制造满足未来需求的印制电路板。

铜是印制电路板的首选布线材料,因为它具有良好的导电性,可以高效地将信息传输至目的地。目前,研究人员还没有找到超越铜的替代材料,因此材料改进的重点在于减少材料的传输损耗。

聚四氟乙烯(PTFE)是达成该目标的理想材料,因为它具有低相对介电常数和介电损耗角。然而,PTFE与其他材料的粘合性较差。通常,工程师需要在PTFE和铜之间加入一层中间层来提高附着力――随之而来的问题是,插入损耗增加了。

在这项研究中,研究人员开创了一种无胶黏剂方法,可直接将商用聚四氟乙烯贴到铜箔表面。该方法的粘结强度很高,并且不涉及中间层。论文作者Misa Nishino说:“我们在新研究中使用了热辅助等离子体(HAP)处理技术。我们将聚四氟乙烯置于HAP上,使其表面变得非常黏稠,然后在高温下与铜箔层压在一起,确保两者紧密结合。”

研究人员发现,纯聚四氟乙烯和玻璃-聚四氟乙烯在经过HAP处理后,与铜箔的附着性都明显增强了。此外,铜箔保留的光滑表面为数据传输提供了一条无障碍路径,最大限度地减少了损耗。

论文作者Yuji Ohkubo说:“我们的方法既简单又环保,这使它成为大规模工艺的选择。我们希望新成果能被用于制造高频印制电路板,这将有助于强化5G设备的性能。”

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编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

来源:大阪大学

原文链接:https://phys.org/news/2021-09-copper-ptfe-5g.html

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