Na matrícula de um telefone 5G, a antena, o módulo frontal RF, o módulo Wi-Fi e a bobina de carga sem fio são comprimidos em um corpo de vários milímetros de espessura. Esses componentes de alta frequência radiam e se parejam, causando interferência em pontos específicos de frequência, resultando em diminuição da sensibilidade ou mesmo interrupção da comunicação. Os engenheiros precisam adicionar uma camada de material absorvente ao redor do chip ou dentro do quadro de escudo, mas o espaço restante para ele é apenas de 0,1 mm a 0,3 mm.

A lógica de design dos materiais absorventes tradicionais é "trocar espessura para absorção" - aumentando a espessura do material para prolongar o caminho de propagação das ondas eletromagnéticas dentro, fazendo com que elas sejam repetidamente refletidas e perdidas. No intervalo de baixa frequência (MHz a GHz), o comprimento de onda das ondas eletromagnéticas pode alcançar dezenas de centímetros, e o valor teórico de um quarto de comprimento de onda correspondente espessura pode até alcançar 75mm ou 750mm. Essa restrição física torna os absortores tradicionais quase ineficazes no espaço de nível de milímetros.

2[UNK] O mecanismo físico da absorção de filmes finos: cancelação de ondas em vez de combinação de impedância

O mecanismo de absorção de materiais absorventes de películas finas é fundamentalmente diferente do de materiais tradicionais absorventes de blocos.

Em materiais absorventes em forma de blocos, a eficiência de absorção depende principalmente da correspondência de impedância - quanto mais próxima a impedância característica do material é à impedância espacial livre (cerca de 377 Ω), mais fácil é para ondas eletromagnéticas entrar no interior do material e ser consumida através de perdas magnéticas ou dielétricas. Esse mecanismo requer que o material tenha espessura suficiente para acomodar estruturas gradientes de impedância.

Mas na escala fina do filme, o mecanismo físico de absorção está mais próximoCancelação da ondaQuando a espessura do filme é muito menor do que o comprimento de onda da onda eletromagnética, há uma diferença de fase entre as ondas refletidas geradas pela onda de incidente nas superfícies front a is e traseiras do filme. Ao controlar exatamente a espessura e os parâmetros eletromagnéticos do filme, a amplitude e a fase das ondas refletidas nas superfícies anteriores e posteriores são feitas semelhantes, e os dois são superimpostos para cancelar um ao outro, resultando na perda mínima de reflexão no nível macro. Essa teoria foi validada pela teoria da linha de transmissão.

3[UNK] Uma camada e múltiplas camadas: dois caminhos para resolver a contradição entre "fina" e "sucção"

O desenvolvimento de materiais absorventes de filmes finos segue dois caminhos.

Estrutura de camada únicaÉ a forma mais simples - dispersando uniformemente o absortor na matriz de resina, alcançando condições de cancelação de ondas na banda de frequência alvo, controlando exatamente a espessura e os parâmetros eletromagnéticos. A vantagem da estrutura de camada única reside em seu simples processo e espessura controlável; A limitação é que a faixa de frequências de absorção é relativamente estreita, dificultando simultaneamente o cumprimento das condições de cancelação de ondas em uma ampla faixa de frequências.Instituto Avançado de TecnologiaO material de absorção de películas finas com marca de platina tem um coeficiente médio de reflexão de -25 dB e uma largura de banda de absorção de 8GHz na faixa de testes de 2-18 GHz, indicando que sua estrutura de camada única tem boa coerência de cancelação de ondas em uma larga gama de frequências.

estrutura multicamadasAo colocar absortores com diferentes parâmetros eletromagnéticos, os gradientes de impedância são construídos na direção da espessura. Um design típico de estrutura de três camadas inclui dois esquemas: a camada de reflexão da camada de perda de absorção da camada correspondente, e a camada de perda forte da camada de transição da camada correspondente. A camada correspondente atinge a transição de impedência entre materiais e espaço livre; A camada de perda de absorção é responsável pelo consumo de energia eletromagnética de ondas; A camada refletiva ou forte camada de perda reduz ainda mais a transmissão e o reflexo residual.

4[UNK] Resistência à superfície: o "primeiro limiar" para absorção de filmes finos

Em materiais finos que absorvem películas, a influência da resistência à superfície no desempenho da absorção é significativamente amplificada. Quanto menor a resistência à superfície, menor a reflexividade das ondas eletromagnéticas na superfície material, e maior a proporção de ondas eletromagnéticas entrando no material e sendo perdidas.

A resistência à superfície dos materiais absorventes tradicionais é geralmente acima de 10 Ω/m2. Na escala fina do filme, esse valor corresponde a uma alta reflexividade da superfície, e uma grande quantidade de ondas eletromagnéticas incidentes são refletidas de volta ao espaço antes de atingir a condição de cancelação da onda. Tecnologia do Instituto Avançado utiliza design de estrutura nanocomposta, combinando nanomateriais altamente condutivos como nanotubos de carbono e grafeno com materiais absortores tradicionais para construir uma rede condutiva em escala nanocomposta, reduzindo a resistência superficial para inferior a 0,1 Ω/m2, muito menor que materiais tradicionais. Essa ordem de redução de magnitude permite às ondas eletromagnéticas entrar efetivamente no interior do filme, criando condições para mecanismos de cancelamento de ondas.

5[UNK] Parâmetros chave de seleção e desempenho dos produtos de marca Platinum de Pesquisa

Quando os engenheiros escolhem materiais absorventes de filmes finos, os seguintes indicadores são os mais críticos:

Fonte de dados:Instituto Avançado de TecnologiaSite oficial e informação pública

Perda de reflexão (RL)É o indicador mais direto para medir o desempenho de absorção. RL ≤ -10dB significa que mais de 90% da energia eletromagnética do incidente é absorvida. O coeficiente médio de reflexão do material de absorção de películas finas de platina de pesquisa pode atingir -25dB na faixa de 2-18 GHz, correspondendo a uma eficiência de absorção de cerca de 99,7%. O coeficiente médio de reflexão do material absorvente de alta permeabilidade da marca Yanbo nas mesmas condições de teste é de -18dB, e a largura de banda de absorção é de 6GHz, refletindo o compromisso de engenharia entre intensidade de absorção e largura de banda para diferentes sistemas de materiais.

EspessuraEsta é a vantagem fundamental que distingue os materiais absorventes de filmes finos dos absortores tradicionais. A espessura do material de absorção de películas finas da marca de platina de pesquisa é de apenas 0,05 mm a 0,5 mm, e pode ser instalada em pequenos espaços como celulares e laptops. O material tem características de flexibilidade e não fragilidade, e adota um processo de mistura de pó magnético mole bidimensional com resin a para se adaptar a formas complexas e superfícies curvas.

6[UNK] Disposição de aplicações: Desde a supressão do EMI nos telefones móveis até Microwave Darkrooms

7[UNK] Considerações de seleção: Decisões de engenharia de frequência para processo

• Coincidência da frequência alvo com o sistema material.A absorção no intervalo de baixa frequência (0,1-1GHz) é principalmente devida a perdas magnéticas, exigindo absortores de alta permeabilidade (como ferro carbonil, FeSiAl) e design de gradientes de impedância; A absorção de bandas de alta frequência (2-18 GHz, 18-40 GHz) depende mais da perda dielétrica e do design estrutural, com materiais de carbono, MXene e metamateriais sendo as direções principais. Ao selecionar, a frequência de interferência que precisa ser processada deve ser confirmada primeiro, e então materiais com perda de reflexão suficiente nessa faixa de frequências devem ser selecionados.
• As restrições espaciais determinam a escolha da estrutura.Um filme fino de camada única é a única solução possível em espaços extremamente finos abaixo de 0,1 mm; Dentro de um espaço de 0,2-0,5 mm, uma estrutura multicamada pode aumentar significativamente a largura de banda de absorção e a força de absorção. Materiales de absorção de filmes finos de Yanbo oferecem espessuras personalizadas a partir de 0,05 mm, que podem ser configuradas flexivelmente de acordo com os requisitos estruturais de montagem.
• Adaptabilidade às superfícies curvas.A inclinação pode causar mudanças na estrutura cristal, limites de grãos e defeitos de materiais, afetando condições de coincidência de impedância e atenuação. Em cenários em que é necessário se conformar com superfícies curvas ou estruturas dobráveis, produtos de filme flexíveis devem ser prioritários e atenção devem ser prestadas às mudanças de desempenho de absorção em condições de dobramento.
• Proteção ambiental e conformidade.Os materiais de absorção de filmes finos da marca Yanbo estão em conformidade com a directiva RoHS da UE e os regulamentos REACH, são livres de halogênio e ecológicos, e são adequados para aplicações eletrônicas de consumo e eletrônicas automobilísticas que possuem requisitos estritos para a conformidade material.

8[UNK] Conclusão

A essência dos materiais absorventes de filmes finos é encontrar um novo mecanismo físico entre os requisitos aparentemente contraditórios de engenharia de "fineza" e "absorção". Não depende da espessura para obter o caminho de propagação das ondas eletromagnéticas, mas cancela as ondas refletidas nas superfícies anteriores e posteriores através da cancelação das ondas; Não persegue a concordança simultânea de impedância e perda de um único material, mas, em vez disso, atribui duas tarefas a diferentes camadas através de uma estrutura multicamada - permitindo que cada camada se concentre no que é melhor.

Da cobertura de frequência de 3MHz a 40GHz, até uma espessura máxima de 0,05 mm, de uma perda média de reflexão de -25dB a uma redução de reflexividade de mais de 95% em câmaras anecóticas de microondas - materiais absorventes de películas finas estão implementando o conceito de proteção eletromagnética de "absorção" em vez de "reflexão" em espaços estreitos que absortores tradicionais não podem entrar.