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5G时代手机连机器:从同轴线缆+射频同轴连接器到LCP/MPI FPC+射频BTB连接器

发布时间:2020-02-01  来源:立鼎产业研究网  点击量: 3113 

2G/3G/4G 相比,5G 最明确的变化便是射频信号频率的升高。在非理想介质中传播时,信号频率越高往往意味着传输损耗越大,为了降低5G 信号的传输损耗,介电常数和损耗正切角成为天线基板材质选择时的重要考量因素,与传统的天线基板材料(塑料、玻璃或者聚酰亚胺(PI))相比,LCP MPIModified PI)的介电常数和损耗正切角更符合5G 信号的要求,在iPhoneXs iPhone 11 Pro Max中已分别使用两者制备天线。

PILCPMPI的射频参数对比


资料来源:公开资料

射频连接器及组件的变化:从同轴线缆+射频同轴连接器到LCP/MPI FPC+射频BTB连接器。与天线基材一样,为了减少传输过程中5G 射频信号的损耗,用于传输的组件亦将使用LCP 或者MPI 为基材的柔性线路板,FPC 的使用还能节省更多空间,这对内部空间拙荆见肘的智能手机而言无疑是不容错过的,此外,使用LCP 或者MPI 基材的天线和射频传输线可以进行一体化设计制备。与LCP/MPI FPC 配套使用的射频连接器的形态一般BTB连接器,其中,用于BTB 连接器支撑的外壳的材质有望由损耗较低的LCP 取代塑胶。

使用LCP/MPI射频传输线的优势


资料来源:公开资料

LCP在连接器领域的应用


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在此情况下,天线、射频传输线和射频连接器的组合将不再局限于“传统天线(包括FPC 天线和LDS 天线)+同轴线缆+射频同轴连接器”,而是有更多组合可能性:(1)传统天线+LCP/MPI FPC+射频BTB 连接器,iPhone 8 和华为Mate 30 Pro5G 版本)中便是使用此搭配;(2LCP/MPI 天线+ LCP/MPI FPC+射频BTB 连接器,此类组合的代表机型有iPhone X/Xs/Xs Max/11 Pro/11 Pro Max

天线、射频传输线和射频连接器的组合方式和代表机型


资料来源:公开资料

此外,由于5G 终端对整体信号传输速率的高要求,其余功能模组的软板材质或者配套的BTB 连接器外壳的材质亦都有望采用低损耗的材料(LCP或者MPI 等),比如在iPhone X 中,首次引入的人脸识别模组的软板基材便是使用LCP

LCP 或者MPI 的使用无疑会拔高相应产品的价格,比如,iPhoneX 中使用的LCP 天线的单价达到5 美金左右,传统的FPC 天线价格在0.1~0.2 美金左右,LDS 天线(基板为塑胶、玻璃等)大约0.3~0.4 美金。当然,不同产品的价格涨幅不尽相同,LCP天线和射频传输线的生产流程包括“树脂—薄膜—FCCLFPC—模组”环节,其中,薄膜是工艺难度极高的环节,当前全球范围内,高质量、低损耗的LCP 薄膜几乎被村田的Primatec Kuraray 所垄断,这亦是造成LCP 天线高昂价格的原因之一。而用作连接器的外壳,生产制备无需制膜环节,在树脂中加入玻璃纤维和无机填充物等更是可以有效缓解LCP 的各向异性从而减弱或者避免成型品的“翘曲”,因此,在LCP BTB 连接器的材料供给方面形成寡头垄断局面的可能性并不高,价格的涨幅因此相较天线和射频传输线更低。

产生“翘曲”的LCP连接器


资料来源:公开资料

5G 带来的射频连接器的变化并不是非零即一的取代,而是提供了性能更加优化的方案,在对不同组合进行最终选择时,仍将遵循一个原则:成本、性能和所占用空间等诸多因素的综合考量。此外,另一个不变的点是能够参与其中的玩家,以手机射频连接器为例,不管采用何种形式的连接器,其生产制备的内在核心均是企业的高精密度模具的开发能力和生产设备运行维护、连接器的结构设计、以及射频信号的仿真测试能力。

标签:手机连机器

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