최근 몇 년 동안 무선 통신 기술이 지속적으로 발전하고 보급됨에 따라 휴대전화 통신, 무선 데이터 전송, 위성 항법, 사물 인터넷 등 무선 통신의 응용 시나리오가 점점 더 널리 퍼지고 있습니다. 무선 통신 시스템에서 안테나는 무선 신호를 수신하고 전송하는 중요한 구성 요소로서 시스템의 성능과 신뢰성에 중요한 역할을 합니다.

중국파우더네트워크에 따르면 안테나 성능을 개선하는 방법은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫째, 다층 회로기판 패키징 기술, 반도체 패키징 기술 등 패키징 기술을 최적화한다. 둘째, 슬로팅, 폴딩, 단락 회로 분기, 기존 안테나 구조의 급전 방식 변경 등 안테나 구조를 최적화한다. 셋째, 재료 복합재를 사용하거나 공정을 개선하고, 새로운 재료를 개발하여 안테나 기판 재료의 성능을 향상시키는 등 안테나 기판 재료를 최적화한다.
처음 두 가지 기술적 수단은 이미 완전히 개발되어 점차 병목 현상이 발생하고 있지만, 안테나 기판 소재의 성능은 여전히 상당한 개선의 여지가 있습니다. 또한, 안테나의 패키징 설계 및 구조 최적화는 기판 소재와 밀접한 관련이 있으므로, 우수한 기판 소재 개발은 안테나 성능 최적화를 달성하는 데 핵심적인 요소입니다.
올해 5월, 화웨이 테크놀로지스(Huawei Technologies Co., Ltd.)와 중국 전자과학기술대학은 "자성 하이브리드 재료 및 그 제조 방법, 고분자 복합 재료, 안테나 및 전자 장비"라는 제목의 특허를 출원했습니다. 이 자성 하이브리드 재료는 자성 분말과 점도 조절 분말의 혼합물을 포함합니다.
특허 설명에 따르면, 높은 투자율과 낮은 손실 특성을 가지고 있기 때문에, 페라이트 자성 분말 소재 전자 기기의 안테나 기판, 고주파 마이크로파 회로 기판, 인덕터, 필터 등 다양한 소자의 핵심 기본 소재 중 하나가 되었습니다. 관련 기술 분야에서는 높은 투자율과 낮은 손실 특성을 가진 페라이트 자성 분말 소재가 안테나 기판의 핵심 기본 소재입니다. 따라서 낮은 신호 전송 손실을 달성하기 위해 안테나 소재에 페라이트 자성 분말 소재를 사용합니다. 이를 통해 안테나의 물리적 크기를 줄이는 동시에 고유전율 자성 분말 소재 사용으로 인한 안테나 동작에 대한 악영향을 방지하여 집적도를 향상시킬 수 있습니다.
그러나, 상기 페라이트 소재는 페라이트 모나자이트 구조를 채택하고, 도핑을 통해 공진 피크 위치를 제어함으로써, 페라이트 소재를 안테나 기판에 완전히 소결하여 사용합니다. 실제로 안테나 기판에 소결할 때, 소결된 페라이트 소재의 강도는 상대적으로 취성이 강하여, 형성된 안테나 기판이 균열 및 취약해지기 쉽고, 결과적으로 안테나 기판의 기계적 특성이 저하됩니다. 본 특허의 목적은 페라이트 자성 소재 사용으로 인해 발생하기 쉬운 균열 및 취약성 문제를 해결하는 것입니다.
구체적으로, 본 특허에서 제공하는 자성 하이브리드 재료는 자성 분말과 점도 조절 분말의 혼합물을 포함한다. 이 중 점도 조절 분말의 입자 크기는 자성 분말보다 작아 자성 혼합 재료 내 자성 분말의 부피를 증가시켜 자성 혼합 재료의 자성 향상을 촉진한다. 점도 조절 분말은 자성 분말의 분말 입자 사이에 위치하여 윤활 역할을 하여 혼합 후 자성 분말과 점도 조절 분말의 유동성과 가소성을 향상시킨다.
점도 조절 분말은 비금속 광물을 사용하여 자성 하이브리드 재료의 유동성과 점도를 효과적으로 조절할 수 있습니다. 자성 하이브리드 재료와 고분자 재료를 결합하면, 형성된 고분자 복합 재료의 유동성을 조절하여 고분자 복합 재료가 강한 가소성을 갖도록 할 수 있습니다.
점도 조절에 사용되는 비금속 광물은 알루미늄이나 실리콘을 함유한 산화물 분말일 수 있으며, 이는 낮은 열팽창 계수, 양호한 습윤성, 열적 안정성 및 절연성의 특성을 갖는다. 이는 혼합 후 자성 혼합 재료와 고분자 재료의 점도를 조절할 수 있다. 점도 조절 분말과 자성 분말을 자성 혼합 재료에 혼합한 후, 자성 혼합 재료의 열팽창 계수를 감소시켜 가열 중 자성 혼합 재료의 팽창을 방지할 수 있다. 또한, 자성 하이브리드 재료의 습윤성을 개선하여 고분자 재료와 균일하게 혼합하기 쉽게 한다. 또한, 자성 하이브리드 재료를 고온에서 가공할 때, 자성 하이브리드 재료는 반응 및 가스 방출을 방지하기 위해 우수한 열적 안정성을 갖는다. 또 다른 장점은 자성 하이브리드 재료가 우수한 절연성을 가지고 있으며, 고분자 재료와 결합해도 절연성을 유지한다는 것이다.

간단히 말해, 점도 조절 분말의 "축복"으로 자성 하이브리드 재료의 유동성과 점도가 향상되어 자성 하이브리드 재료의 기계적 특성이 향상되고, 궁극적으로 폴리머 복합 재료를 가공하기 쉽게 만들고 안테나 기판을 만들 때 균열이나 손상이 발생할 가능성을 줄입니다.

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