5G通訊以高信息傳輸速率和穩定的信號發射與接收功能作為主要優勢，打破了人與物、物與物之間的連接壁壘，為智能家居、刷臉支付、VR/AR設備、4K/8K高清顯示等這些創新技術打開了無限可能。但與4G通信技術相比，5G 通訊有毫米波 (mmWave) 的高頻頻段，其訊號傳輸容易受到干擾，再加上無線充電的需求增加，通常材料要求介電常數和介電損耗要小、電磁屏蔽能力要強，同時因小型化需求，要求材料具有較薄的厚度、良好的密封性，并能夠及時進行散熱。在這一背景下，先進陶瓷材料作為主要功能器件材料、天線材料以及封裝材料等在發揮著不容小覷的作用。

主要功能器件材料

微波介質陶瓷元器件無疑是5G時代最受矚目的陶瓷材料。它作為通信基站射頻單元的關鍵組件，主要在微波頻段（主要是UHF、SHF頻段，300MHz～300GHz）電路中作為介質材料廣泛應用于微波諧振器、濾波器、電容器及微波基板等功能器件中，具有介電常數高、微波損耗低、溫度系數小等優良性能，能滿足微波電路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

1.陶瓷濾波器、諧振器

陶瓷介質濾波器

濾波器作為射頻器件重要組成部分，承擔了幫助基站選頻的重任。在3G/4G時代，濾波器主要采用了金屬腔體諧振器，但進入5G時代，頻段組合以及基站天線通道數量倍數增長，對濾波器的小型化、輕量化、低成本、高性能的需求明顯，為了滿足5G基站對濾波器的相關需求，采用具有高Q值（品質因數）、高介電常數以及低頻率溫度系數的陶瓷介質諧振器制備而成的陶瓷濾波器成為主流解決方案。

2.多層陶瓷電容器（MLCC）

片式多層陶瓷電容器結構

多層陶瓷電容器被稱為是“電子工業大米”，是電子信息產業的基本構成元器件之一，在5G終端設備中，主要應用于電子整機的振蕩、耦合、濾波旁路電路中，具有容量包容度大、體積小、高頻性能好、額定電壓高、低等效串聯電阻的特點，為5G通信設備提供了可靠的電子組件支持，有助于實現更高效、更可靠的5G通信系統。

天線技術

天線是5G通信基站和終端實現信息能量轉換、電磁波信號接收與發射等基礎功能的重要結構，可保證低延遲，較好地接收，從而提供高精度定位與可靠通信。隨著5G通信頻率的升高，無論是在通信基站還是終端的應用，都要求天線尺寸更小、集成度更高，因此具備高介電常數、高Q值以及多層結構特點的低溫共燒陶瓷技術有望成為5G天線的核心集成技術。

相控陣天線及陶瓷天線內部示意

利用LTCC技術，天線金屬導體可按設計要求印制在各陶瓷介質層中，將接收芯片和超寬帶天線集成于LTCC模塊中，保持天線帶寬和增益不受影響，并且結合陶瓷自身的高介電常數和高Q值，可以有效減小天線的體積尺寸。不僅可以滿足5G時代引入的大規模陣列天線（如相控陣天線）尺寸更小、集成度更高的要求，為實現5G基站對更高容量、更高速率、更廣覆蓋和更低延遲等方面的要求提供了可行的解決方案，還有望在手機等終端的Wifi/Bluetooth天線中廣泛應用，減少天線占PCB的面積和成本，提升手機內部空間利用效率。

封裝材料

在5G通信中,通訊器材向著微型化和集成化發展,通訊器材單位功耗和電磁輻射將顯著增加,對設備的封裝導熱技術提出了新的要求,封裝技術不斷的提高,必然要求材料的性能提升。

封裝基板是芯片封裝體的重要組成材料，可以分為有機、陶瓷和復合材料3種。其中，陶瓷基板采用氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)、碳化硅(SiC)和氧化鈹(BeO)等制備而成，具備優異的導熱性能、機械性能、抗腐蝕性能以及與銅箔之間有著良好的熱膨脹系數匹配性，保證電車子產品的電路板穩定性與安全性。

除了陶瓷基板外，電子陶瓷封裝管殼也是重要封裝材料，是高端半導體元器件中實現內部芯片與外部電路連接的重要橋梁，具有封裝密度高、電熱性能好，氣密性好，可靠性高的優點。應用于5G器件中，可以提供良好的電磁屏蔽和保護性能，防止外部干擾，有助于保障其性能和穩定性，可廣泛用作天線模塊、射頻器件、微波器件等5G關鍵器件的封裝。

總結

5G移動通信技術由于其高速率傳輸、低時延性等優點,為移動通信的發展注入不可或缺的活力，而先進陶瓷作為關鍵原材料也迎來了新的成長機遇，其憑借高Q、低損耗特性等特性被廣泛應用于5G通訊功能器件材料、天線材料以及封裝材料等的制備，滿足5G通信對于小型化、集成化、高可靠性和低成本的嚴格要求。

參考文獻：

1.申勝飛,李茜.5G通信技術關鍵材料發展研究[J].科技中國.

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