5G通讯以高信息传输速率和稳定的信号发射与接收功能作为主要优势，打破了人与物、物与物之间的连接壁垒，为智能家居、刷脸支付、VR/AR设备、4K/8K高清显示等这些创新技术打开了无限可能。但与4G通信技术相比，5G 通讯有毫米波 (mmWave) 的高频频段，其讯号传输容易受到干扰，再加上无线充电的需求增加，通常材料要求介电常数和介电损耗要小、电磁屏蔽能力要强，同时因小型化需求，要求材料具有较薄的厚度、良好的密封性，并能够及时进行散热。在这一背景下，先进陶瓷材料作为主要功能器件材料、天线材料以及封装材料等在发挥着不容小觑的作用。

主要功能器件材料

微波介质陶瓷元器件无疑是5G时代最受瞩目的陶瓷材料。它作为通信基站射频单元的关键组件，主要在微波频段（主要是UHF、SHF频段，300MHz～300GHz）电路中作为介质材料广泛应用于微波谐振器、滤波器、电容器及微波基板等功能器件中，具有介电常数高、微波损耗低、温度系数小等优良性能，能满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

1.陶瓷滤波器、谐振器

陶瓷介质滤波器

滤波器作为射频器件重要组成部分，承担了帮助基站选频的重任。在3G/4G时代，滤波器主要采用了金属腔体谐振器，但进入5G时代，频段组合以及基站天线通道数量倍数增长，对滤波器的小型化、轻量化、低成本、高性能的需求明显，为了满足5G基站对滤波器的相关需求，采用具有高Q值（品质因数）、高介电常数以及低频率温度系数的陶瓷介质谐振器制备而成的陶瓷滤波器成为主流解决方案。

2.多层陶瓷电容器（MLCC）

片式多层陶瓷电容器结构

多层陶瓷电容器被称为是“电子工业大米”，是电子信息产业的基本构成元器件之一，在5G终端设备中，主要应用于电子整机的振荡、耦合、滤波旁路电路中，具有容量包容度大、体积小、高频性能好、额定电压高、低等效串联电阻的特点，为5G通信设备提供了可靠的电子组件支持，有助于实现更高效、更可靠的5G通信系统。

天线技术

天线是5G通信基站和终端实现信息能量转换、电磁波信号接收与发射等基础功能的重要结构，可保证低延迟，较好地接收，从而提供高精度定位与可靠通信。随着5G通信频率的升高，无论是在通信基站还是终端的应用，都要求天线尺寸更小、集成度更高，因此具备高介电常数、高Q值以及多层结构特点的低温共烧陶瓷技术有望成为5G天线的核心集成技术。

相控阵天线及陶瓷天线内部示意

利用LTCC技术，天线金属导体可按设计要求印制在各陶瓷介质层中，将接收芯片和超宽带天线集成于LTCC模块中，保持天线带宽和增益不受影响，并且结合陶瓷自身的高介电常数和高Q值，可以有效减小天线的体积尺寸。不仅可以满足5G时代引入的大规模阵列天线（如相控阵天线）尺寸更小、集成度更高的要求，为实现5G基站对更高容量、更高速率、更广覆盖和更低延迟等方面的要求提供了可行的解决方案，还有望在手机等终端的Wifi/Bluetooth天线中广泛应用，减少天线占PCB的面积和成本，提升手机内部空间利用效率。

封装材料

在5G通信中,通讯器材向着微型化和集成化发展,通讯器材单位功耗和电磁辐射将显著增加,对设备的封装导热技术提出了新的要求,封装技术不断的提高,必然要求材料的性能提升。

封装基板是芯片封装体的重要组成材料，可以分为有机、陶瓷和复合材料3种。其中，陶瓷基板采用氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)和氧化铍(BeO)等制备而成，具备优异的导热性能、机械性能、抗腐蚀性能以及与铜箔之间有着良好的热膨胀系数匹配性，保证电车子产品的电路板稳定性与安全性。

除了陶瓷基板外，电子陶瓷封装管壳也是重要封装材料，是高端半导体元器件中实现内部芯片与外部电路连接的重要桥梁，具有封装密度高、电热性能好，气密性好，可靠性高的优点。应用于5G器件中，可以提供良好的电磁屏蔽和保护性能，防止外部干扰，有助于保障其性能和稳定性，可广泛用作天线模块、射频器件、微波器件等5G关键器件的封装。

总结

5G移动通信技术由于其高速率传输、低时延性等优点,为移动通信的发展注入不可或缺的活力，而先进陶瓷作为关键原材料也迎来了新的成长机遇，其凭借高Q、低损耗特性等特性被广泛应用于5G通讯功能器件材料、天线材料以及封装材料等的制备，满足5G通信对于小型化、集成化、高可靠性和低成本的严格要求。

参考文献：

1.申胜飞,李茜.5G通信技术关键材料发展研究[J].科技中国.

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