Sur la carte mère du téléphone 5G, l'antenne, le module frontal RF, le module Wi - fi et la bobine de charge sans fil sont compressés dans un corps de quelques millimètres d'épaisseur. Ces éléments haute fréquence rayonnent et sont couplés entre eux, créant des interférences en des points de fréquence spécifiques, entraînant une diminution de la sensibilité et même des interruptions de communication. Les ingénieurs ont besoin d'ajouter une couche de matériau absorbant les ondes autour de la puce ou à l'intérieur du cadre de blindage, mais l'espace qui lui reste est seulement de 0,1 mm à 0,3 mm.

La logique de conception des matériaux absorbants traditionnels est de « changer l'épaisseur pour l'absorption» - en augmentant l'épaisseur du matériau pour prolonger le chemin de propagation des ondes électromagnétiques à l'intérieur, de sorte qu'elles soient réfléchies et perdues à plusieurs reprises. Dans la bande basse (MHz à GHz extrémité basse fréquence), la longueur d'onde électromagnétique peut atteindre des dizaines de centimètres, et la théorie de l'épaisseur adaptée à la longueur d'onde 1 / 4 atteint même 75 mm, voire 750 MM. Cette contrainte physique rend les absorbeurs d'ondes traditionnels pratiquement incapables de fonctionner efficacement dans un espace de l'ordre du millimètre.

II. Mécanisme physique de l'absorption d'onde par film mince: annulation d'onde au lieu d'adaptation d'impédance

Il existe une différence essentielle entre le mécanisme d'absorption des matériaux absorbants de type film mince et les corps absorbants massifs traditionnels.

Dans les matériaux absorbants massifs, l'efficacité d'absorption dépend principalement de l'adaptation d'impédance - plus l'impédance caractéristique d'un matériau est proche de l'impédance de l'espace libre (environ 377 Ω), plus les ondes électromagnétiques peuvent facilement pénétrer à l'intérieur du matériau et être consommées par pertes magnétiques ou diélectriques. Ce mécanisme nécessite que le matériau ait une épaisseur suffisante pour accueillir la structure à gradient d'impédance.

Mais à l'échelle du film mince, les mécanismes physiques de l'absorption sont plus prochesCompensation des vagues.lorsque l'épaisseur du film est bien inférieure à la longueur d'onde électromagnétique, il existe une différence de phase entre les ondes réfléchies générées par les faces avant et arrière du film par les ondes incidentes. En contrôlant précisément l'épaisseur du film et les paramètres électromagnétiques, de sorte que les ondes réfléchies sur les surfaces avant et arrière sont proches en amplitude et en opposition de phase, les deux superposés s'annulent mutuellement, se manifestant macroscopiquement comme un minimum de pertes par réflexion. Cette théorie a été validée par la théorie des lignes de transmission.

Monocouche vs multicouche: déchiffrer les deux chemins qui contredisent "mince" vs "aspiration"

Le développement de matériaux absorbants d'ondes de type film mince se déroule selon deux voies.

Structure monocoucheEst la forme la plus simple - disperser uniformément l'absorbant d'onde dans la matrice de résine, en contrôlant avec précision l'épaisseur et les paramètres électromagnétiques pour atteindre les conditions d'annulation d'onde dans la bande de fréquence cible. L'avantage de la structure monocouche réside dans le processus simple et l'épaisseur contrôlable; La limitation réside dans le fait que la bande d'absorption est étroite et qu'il est difficile de satisfaire simultanément les conditions d'annulation d'onde dans une large bande de fréquences.Technologie avancéeLe matériau absorbant d'onde de type film mince de marque Platinum dans la gamme de test de 2 à 18 GHz, le coefficient de réflexion moyen a diminué à - 25 DB et la bande passante d'absorption a atteint 8 GHz, ce qui indique que sa structure monocouche a une meilleure cohérence de compensation d'onde dans une large bande de fréquences.

Structure multicoucheLe Gradient d'impédance est construit dans le sens de l'épaisseur en superposant des couches absorbantes de différents paramètres électromagnétiques. Une conception structurelle typique à trois couches comprend deux options: une couche d'adaptation - couche absorbante - couche réfléchissante, et une couche d'adaptation - couche de transition - couche à fortes pertes. La couche d'adaptation réalise la transition d'impédance du matériau avec l'espace libre; La couche absorbante de pertes est responsable de la consommation d'énergie des ondes électromagnétiques; La couche réfléchissante, ou couche à fortes pertes, réduit encore la transmission et la réflexion résiduelle.

Iv. Résistance de surface: le « premier seuil» de l'onde d'aspiration de film mince

Dans un matériau absorbant les ondes de type film mince, l'influence de la résistance de surface sur les propriétés d'absorption est considérablement amplifiée. Plus la résistance de surface est faible, plus la réflectivité des ondes électromagnétiques à la surface du matériau est faible et plus la proportion qui pénètre à l'intérieur du matériau et qui est perdue est élevée.

La résistance de surface des matériaux absorbants traditionnels est généralement supérieure à 10 ⁶Ω / sq, valeur à laquelle correspond une réflectivité de surface trop élevée à l'échelle du film mince, un grand nombre d'ondes électromagnétiques incidentes ayant été réfléchies dans l'espace avant d'atteindre les conditions d'annulation des ondes. La technologie de l'Académie avancée par la conception de structure Nanocomposite, utilisant des nanotubes de carbone, du graphène et d'autres nanomatériaux à haute conductivité avec des matériaux absorbants d'onde traditionnels pour construire un réseau conducteur à l'échelle nanométrique, réduisant la résistance de surface à moins de 0,1 Ω / sq, bien en dessous des matériaux traditionnels. Une diminution de cet ordre de grandeur permet aux ondes électromagnétiques de pénétrer efficacement à l'intérieur du film, créant les conditions d'un mécanisme d'annulation des ondes.

V. paramètres de sélection clés et performance du produit de la plaque de platine de recherche

Les ingénieurs choisissent le matériau absorbant les ondes de type film mince, les indicateurs suivants sont les plus critiques:

Source des données:Technologie avancéeSite officiel et informations publiques

Perte par réflexion (RL)Est l'indicateur le plus direct de la performance d'absorption d'ondes. RL ≤ - 10 dB signifie que plus de 90% de l'énergie de l'onde électromagnétique incidente est absorbée. Les matériaux absorbants à film mince de marque Platinum ont un coefficient de réflexion moyen allant jusqu'à - 25 DB dans la gamme 2 - 18 GHz, ce qui correspond à une efficacité d'absorption d'environ 99,7%. Le coefficient de réflexion moyen du matériau absorbant à haute Perméabilité magnétique de la plaque de platine dans les mêmes conditions d'essai est de - 18db et la bande passante d'absorption est de 6 GHz, illustrant le compromis d'ingénierie entre la force d'absorption et la bande passante de différents systèmes de matériaux.

épaisseurC'est l'avantage central du matériau absorbant d'onde de type film mince qui le distingue du corps absorbant d'onde traditionnel. L'épaisseur du matériau absorbant d'onde de type film de marque de platine est seulement 0.05mm à 0.5mm, peut être installé dans l'espace étroit de téléphone portable, ordinateur portable et ainsi de suite. Le matériau a des propriétés souples et non friables, en utilisant un processus de mélange de poudre magnétique douce bidimensionnelle avec de la résine qui s'adapte aux formes complexes et aux surfaces courbes.

Carte d'application: de la suppression EMI du téléphone à la chambre noire micro - ondes

Considérations de choix: décisions d'ingénierie de la fréquence au processus

• Correspondance de la fréquence cible avec le système matériel.L'absorption d'ondes dans les basses bandes de fréquences (0,1 - 1 GHz) est dominée par les pertes magnétiques et nécessite des absorbants à haute Perméabilité magnétique (par exemple, fer carbonyle, fesial) et une conception à gradient d'impédance; L'absorption d'ondes dans les hautes fréquences (2 - 18 GHz, 18 - 40 GHz) dépend davantage des pertes diélectriques et de la conception structurelle, les matériaux carbonés, le mxene et les métamatériaux étant les principales orientations. Le choix du type doit d'abord confirmer la fréquence d'interférence à traiter, puis sélectionner un matériau présentant des pertes de réflexion suffisantes dans cette bande.
• Les contraintes spatiales déterminent le choix de la structure.Dans un espace extrêmement mince inférieur à 0,1 mm, un film monocouche est la seule solution viable; Dans un espace de 0,2 à 0,5 mm, la structure multicouche peut augmenter considérablement la bande passante d'absorption et la force d'absorption. Le matériau absorbant d'onde de type film de marque de platine de recherche offre une épaisseur personnalisée à partir de 0,05 mm, qui peut être configurée de manière flexible en fonction des besoins d'empilement structurels.
• Adaptabilité des surfaces courbes.La flexion peut provoquer des changements dans la structure cristalline, les joints de grain et les défauts du matériau, affectant l'adaptation d'impédance et les conditions d'atténuation. Dans les scénarios où l'ajustement d'une surface incurvée ou d'une structure pliable est nécessaire, la préférence doit être donnée aux produits à film souple et l'accent doit être mis sur la variation de leurs propriétés d'absorption à l'état incurvé.
• Protection de l'environnement et conformité.Le matériau absorbant à membrane de marque Platinum suit les exigences de la Directive RoHS de l'UE et du règlement Reach, sans halogène et respectueux de l'environnement, pour les applications d'électronique grand public et d'électronique automobile qui ont des exigences strictes en matière de conformité des matériaux.

Viii. Conclusion

L'essence des matériaux absorbant les ondes de type film mince est de trouver de nouveaux mécanismes physiques entre « mince» et « aspirant», ce qui semble être une contradiction entre les exigences d'ingénierie. Il ne repose pas sur l'épaisseur en échange du chemin de propagation des ondes électromagnétiques, mais permet aux ondes réfléchies des surfaces avant et arrière de s'annuler mutuellement par compensation d'ondes; Au lieu de rechercher un seul matériau pour effectuer simultanément l'adaptation d'impédance et les pertes, il attribue deux tâches à différentes couches via une structure multicouche - permettant à chaque couche de se concentrer sur ce qu'elle fait de mieux.

De la couverture de fréquence de 3 MHz à 40 GHz à une épaisseur limite de 0,05 mm, d’une perte moyenne par réflexion de - 25 dB à une réflectivité réduite de plus de 95% dans les chambres noires à micro - ondes, les matériaux absorbants à couche mince mettent en œuvre le concept de protection électromagnétique « absorbante» plutôt que « réfléchissante» dans des espaces restreints où les absorbants traditionnels ne peuvent pas entrer.