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漫谈5G与激光应用

09/Oct/2018
整整七十年前的1948年,贝尔实验室发明了晶体管,引发了电子技术的科学革命,为半导体技术的微型化和普及开辟了道路。他们自豪地说:它可能将对电子和电信行业产生意义深远的影响。(呵呵,可能?)同年,32岁的克劳德·香农发表了《通信的数学理论》, 开启了现代信息学的序幕。
 
当时谁能想到, 由此引申出的摩尔定律和香农定理将彻底改变人类社会。在这七十年间特别是近三十年,信息极大地释放了人类的能量,它所创造的价值超过了之前五千年的财富总和。

我们回到开头的话题, 这就是第五代移动无线通信技术为什么如此引人注目的原因。 每个人心中的5G 却又如此的不同, 对于普通人来说,5G 是更快的网速;对于通信设计者来说, 5G 是新的编码,新的标准; 对于天线工程师来说, 是更高的频率,更多的天线; 对于战略家来说, 5G 是我们对于两大定理接近极限的应用。未来前途茫茫,这是进入迷途的困惑。我们需要新的理论解决大流量、低时延的问题。今天我们所说的5G通信 ,大致分为两个区间,即集中于3G-6GHz之间的低频应用和24GHz以上的毫米波应用---这中间呢? 对不起, 那段早被其他的应用场景占据。既然跨度如此之大,频率如此之高,我们就需要更高的加工精度, 更高性能的材料,更密集的电路以及更新的加工手段。 激光,当然是激光, 作为20世纪另一个重要发明, 更短波长、 短脉冲的激光带来了更高的精度, 飞秒激光的加工精度已经进入了个位微米等级。其实, 对于移动通信以及高频产业, 短脉冲激光早已在很多场景中有了成功的应用,这些应用在5G时代有的延续, 有的需要进一步提升来满足更高要求还有创新性的应用。

1. 已经在使用激光工艺的延续

冷激光电路板分板以及钻孔                                                                                 
软硬结合板的分板
紧挨元器件及线路边缘









短脉冲激光直接加工
电路图形精细节距部分展示
Finger-Print Modlule Contour Cutting









2. 现有工艺的提升

LPKF-LDS 天线在现有移动通信行业应用广泛, 面对更高频率, 我们推出了更高精度的技术改进:Fusion3D 1200 自带的定位系统让目前电路图形的精度更高



LDS 材料的改进,让辐射面更适合毫米波应用
传统LDS 图形局部
新型塑料改进局部










LDS-EMC技术则为在5G毫米波时代的IOT芯片提供了AOP 解决方案。不但可以将天线作用于芯片之上,还极大地改善了器件的散热能力。


3. 新的创新工艺
玻璃微加工, 适用于后摩尔时代的高密度叠层封装以及高频封装应用。 虽然LCP,PTFE等有机材料高频性能也不错, 但是柔软的物性导致他们并不适合封装类的应用。 而玻璃独特的综合性能(接近于硅的CTE,高硬度,高绝缘性等)使其成为封装中介板,基板,射频MEMS等的最优选择。 LPKF最新研发的LIDE 激光诱导深度蚀刻技术凭借其无以伦比的高精度, 高效率加工为这一应用开辟了广阔的天地。
玻璃基材上的微孔以及微孔组成的图形;质量绝佳,无任何微裂隙
每个微孔改性仅需单脉冲激光;微孔在随后的蚀刻制程中成形












与5G 相关的激光精细加工很多, 笔者了解有限,仅仅窥豹一斑。激光的发展前途巨大,而且还没有到达应用边界, 未来的A秒或是EUV 等都加工技术有着巨大的想象和发展空间,且让我们拭目以待。


 
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