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En la revisión del diseño del módulo System - in - Package (sip), una contradicción recurrente es que la altura de encapsulamiento se ha comprimido a menos de 1 mm, pero la demanda de supresión de fugas de radiación se ha vuelto más urgente a medida que aumenta la frecuencia de trabajo. Los materiales absorbentes tradicionales suelen requerir un espesor de más de 0,5 mm para establecer una ruta efectiva de emparejamiento de resistencia y pérdida, mientras que en muchos envases avanzados, el espacio dejado para los materiales absorbentes es de solo 0,1 a 0,3 mm.
Este no es un problema que se pueda resolver simplemente "cambiando de material". Las absorbentes delgadas se enfrentan a un grupo de restricciones de los principios básicos del electromagnetismo, y los avances en ingeniería a menudo requieren la búsqueda de nuevos grados de libertad de diseño en los límites de las restricciones.
Restricción de una cuarta parte de la longitud de onda: la línea de fondo física del adelgazamiento
La premisa para que el material absorbente convierta la energía de las ondas electromagnéticas en disipación de energía térmica es que las ondas electromagnéticas puedan entrar en el interior del material. Para los absorbedores de placas traseras metálicas, hay una diferencia de fase entre las ondas electromagnéticas reflejadas en la superficie delantera del material y las ondas reflejadas en la superficie trasera después de penetrar en el material. Cuando el espesor del material es igual a una cuarta parte de la longitud de onda extraña de las ondas electromagnéticas en el interior del material, las dos columnas de ondas reflejadas tienen fases opuestas, lo que produce una cancelación de interferencia y una pérdida de reflexión mínima.
Esta condición de coincidencia se puede expresar con una relación simplificada: el espesor de coincidencia t es inversamente proporcional a la frecuencia objetivo f, y es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del producto de la conductividad magnética y la constante dieléctrica del material. En otras palabras, para lograr una absorción efectiva a una frecuencia más baja, se debe aumentar el espesor o aumentar la permeabilidad magnética y la constante dieléctrica del material.
Para las placas absorbentes delgadas, los límites de las restricciones físicas se determinan de esta manera. En la banda de 1 - 6 ghz, la longitud de onda de las ondas electromagnéticas en el espacio libre es de 50 - 300 mm. incluso si la longitud de onda equivalente dentro del material se acorta varias veces debido a la Alta conductividad magnética y la Alta permitividad, el espesor necesario para lograr una coincidencia de cuarto de longitud de onda sigue siendo de magnitud milimétrica. Cuando el espacio disponible se comprime por debajo de 0,3 mm, la ruta tradicional de coincidencia de una cuarta parte de la longitud de onda ya no es factible. La estrategia de respuesta en ingeniería no desafía directamente esta restricción física, sino que "elude" las ondas electromagnéticas cambiando su modo de propagación dentro del material.
Arquitectura de gradiente de resistencia: deje que las ondas electromagnéticas sean "digeridas" dentro del espesor de la sublongitud de onda
La idea central de diseño de las absorbentes delgadas es construir un camino gradual de Transición de resistencia y pérdida dentro de un espesor mucho menor a una cuarta parte de la longitud de onda, para que las ondas electromagnéticas se atenúen gradualmente durante la penetración del material, en lugar de depender de la interferencia de una sola interfaz para disiparse.
Un estudio publicado en 2026 proporciona un claro ejemplo de ingeniería. El equipo de investigación preparó materiales absorbentes de ondas ultrafinas con una estructura de nanofibra de gradiente de resistencia precisa a través del proceso de hilado electrostático simultáneo y pulverización electrostática. La matriz poroso de nanofibras de pvf - hexafluoropropeno proporciona una baja constante dieléctrica para lograr una coincidencia de resistencia con el aire, mientras que los nanotubos de carbono multipared depositados por control espacial forman un gradiente conductor optimizado en la dirección del espesor.
La clave de este diseño es que el perfil de gradiente conductor inhibe efectivamente la reflexión dentro del material, de modo que las ondas electromagnéticas no sean "rebotadas" en una determinada interfaz después de entrar en el material, sino que se atenuan continuamente a lo largo del camino de la conductividad gradual. Finalmente, el material absorbente con un espesor de solo 500 micras logró una absorción de banda ultra ancha de 35,6 a 330 ghz, con un ancho de banda de absorción efectivo de 294,4 GHz y un ancho de banda relativo del 161%. Para el diseño de absorbedores de ondas delgadas, la revelación de ingeniería de este resultado es que dentro del espesor submilimétrico, la construcción de una transición continua de resistencia y un gradiente de pérdida a través del diseño estructural es más eficaz que simplemente mejorar la conductividad magnética intrínseca o la constante dieléctrica del material. La arquitectura de gradiente de resistencia transforma los dos procesos de "entrada de ondas electromagnéticas en el material" y "atenuación de ondas electromagnéticas" de una relación competitiva en la misma interfaz a un proceso de serie a lo largo de la dirección del espesor.
Diseño de la unidad de metamaterial: 90% de absorción dentro del espesor lambda / 228
En las bandas de microondas y ondas milimétricas, la estructura Metamaterial proporciona otra ruta técnica para las absorbentes delgadas. A diferencia de los absorbentes uniformes que dependen de los parámetros electromagnéticos propios del material, la frecuencia de absorción de los absorbentes metamateriales está determinada por el tamaño geométrico de la unidad de resonancia periódica, no por la composición química del material.
Un estudio sobre la inhibición de las fugas de radiación de los módulos sip propone un diseño de absorbedor ultrafino basado en plasmones de superficie artificial (sspp). Al ajustar la longitud de la barra metálica para controlar sus características de dispersión, la barra metálica escalonada se organiza en forma de matriz en el sustrato dieléctrico, estimulando el modo SSPP de un punto de frecuencia específico, formando así una banda de absorción relativamente ancha. De acuerdo con la distribución del campo electromagnético dentro del módulo sip, las unidades de absorción de ondas SSPP están dispuestas en forma de anillo para formar una placa de absorción completa. El diseño logra un rendimiento de absorción del 90% en el rango de 26,3 a 31,6 ghz, mientras que el espesor del sustrato es solo Lambda L / 228 de la longitud de onda correspondiente a la frecuencia de trabajo más baja, con un espesor total de lambda L / 134.
Para los módulos de ondas milimétricas 5G y los módulos de radar a bordo, este nivel de espesor significa que las placas absorbentes se pueden integrar en la superficie del Chip o en el interior de la cubierta del paquete sin aumentar la altura del paquete. El diseño ultrafino de absorción de ondas de alta frecuencia de la serie xjy de tecnología avanzada de la Academia también proporciona un esquema de ingeniería en esta dirección, con un espesor de 0,3 mm que cubre 26 - 40 GHz y una tasa de absorción ≥ 95%, para inhibir el acoplamiento mutuo entre antenas y la resonancia de la cavidad.
Juicio de selección de absorbedores de ondas delgadas: de "espesor primero" a "ruta de pérdida primero"
Para los ingenieros que necesitan lograr la supresión del ruido electromagnético bajo estrictas restricciones espaciales, la lógica de selección de absorbedores de ondas delgadas es sistemáticamente diferente de los materiales absorbentes tradicionales.
Primero, confirme la relación de coincidencia entre la banda objetivo y el grosor disponible.
Existe una correlación directa entre la banda de trabajo efectiva y el grosor de las absorbentes delgadas. En el rango ultrafino de 0,1 a 0,3 mm, la absorción efectiva actual de los productos de ingeniería cubre principalmente bandas de frecuencia superiores a 2 ghz; En la banda de baja frecuencia de 30 MHz a 1 ghz, incluso con una fórmula de alta permeabilidad magnética, es difícil lograr una absorción efectiva de banda ancha con un espesor inferior a 0,5 mm. Al seleccionar el modelo, primero se debe confirmar si la frecuencia del ruido objetivo y el espesor disponible caen en la ventana de trabajo efectiva del material. Los productos ultrafinos de la serie xjy de tecnología avanzada de la Academia cubren un rango de espesor de 0,05 a 0,3 mm, con bandas clave de 2,4 / 5 / 6 ghz, Sub - 6 GHz y 24 / 77 ghz.
En segundo lugar, distinguir entre "pico de pérdida de reflexión" y "capacidad de atenuación real"
Los picos de pérdida de reflexión de las absorbentes delgadas pueden aparecer en frecuencias específicas y condiciones de prueba específicas, pero en el entorno de la cavidad del módulo real, el ángulo de incidencia y el Estado de polarización de las ondas electromagnéticas a menudo son diferentes de las pruebas de laboratorio. Para los módulos sip y los módulos de ondas milimétricas, se debe exigir al proveedor que proporcione datos sobre el valor de atenuación o la eficiencia de blindaje del material dentro de la banda objetivo, en lugar de depender solo de la curva de pérdida de reflexión. La consistencia de los resultados medidos y los resultados de simulación de la placa absorbente SSPP en el módulo sip muestra que la viabilidad de esta ruta técnica en el entorno de encapsulamiento real ha sido verificada.
En tercer lugar, evaluar los efectos asociados del adelgazamiento en la conducción térmica y las propiedades mecánicas.
La compresión del espesor de la placa absorbente por debajo de 0,3 mm significa una reducción simultánea del espacio disponible para rellenos conductores de calor y fases de refuerzo. Para los escenarios en los que es necesario deducir calor mientras se absorbe el ruido electromagnético, la conductividad térmica de las absorbentes delgadas puede ser menor que la de los productos gruesos. Al seleccionar el modelo, se deben confirmar simultáneamente los datos de conductividad térmica del material y la influencia del sistema de pegamento trasero en la ruta de disipación de calor: el pegamento sensible a la presión con baja conductividad térmica debilitará significativamente la eficiencia de transferencia de calor desde la capa absorbente hasta el sustrato de disipación de calor. Las láminas absorbentes delgadas de la tecnología avanzada de la Academia ofrecen opciones de conductividad térmica de 1 a 5 W / mk, admitiendo pegatinas traseras de Goma térmica para adaptarse a escenarios de aplicación que requieren una gestión simultánea del ruido electromagnético y el calor.
En cuarto lugar, preste atención a la retención del rendimiento en condiciones de flexión y compresión.
En teléfonos móviles, dispositivos portátiles y terminales de pantalla plegable, las absorbentes de ondas delgadas a menudo necesitan ser pegadas a la superficie curva o experimentar curvas durante el montaje. La resistencia mecánica de las absorbentes ultrafinas es menor que la de las láminas gruesas, y las microcracks superficiales después de la flexión pueden cambiar la ventana de emparejamiento de resistencia, lo que resulta en una disminución silenciosa del rendimiento de absorción. Al seleccionar el modelo, se deben confirmar los datos de retención de la pérdida de reflexión del material en el radio mínimo de flexión y los resultados medidos del número de ciclos de resistencia a la flexión. Las absorbedoras flexibles de banda ancha de la serie xjy de tecnología avanzada de la Academia son resistentes a más de 100.000 curvas, la más delgada es de 0,1 mm, y son adecuadas para espacios estrechos como teléfonos móviles, portátiles, dispositivos portátiles y módulos ópticos.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La placa absorbente de supresión de ondas electromagnéticas de la serie xjy de la marca de platino de investigación cubre una banda personalizable de 10 MHz a 40 ghz, con un rango de espesor de 0,05 a 3 mm, de los cuales el tipo ultrafino es de 0,05 a 0,3 mm. el producto puede lograr RL ≤ - 10 DB en la banda objetivo, con un pico superior a - 20 db, lo que corresponde a una tasa de absorción ≥ 90%.
El rango de resistencia a la temperatura es de - 40 ° C a 150 ° c, el grado retardante de llama ul94 V - 0, soporta una variedad de opciones de pegamento trasero de pegamento acrílico, silicona y pegamento térmico, y la forma cubre láminas, bobinas y perfiles de troquelado de precisión. Esta serie utiliza la tecnología de emparejamiento de resistencia de gradiente y estructura poroso, que puede personalizar los parámetros de acuerdo con la banda de frecuencia específica y las restricciones espaciales. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.