Polimeri a bassa perdita per circuiti ad alta frequenza: 5G, 6G e radar

Con l’aumento delle frequenze e delle velocità di trasmissione dati, ridurre le perdite di segnale e garantire stabilità elettrica nei circuiti ad alta frequenza è sempre più critico. I polimeri a bassa perdita rappresentano la soluzione chiave per applicazioni 5G, future reti 6G, radar automotive e infrastrutture di data center, come switch e transceiver.

Secondo il report IDTechEx “Low-Loss Materials for 5G/6G, Radar, and High-Speed Digital 2026-2036”, la domanda globale di polimeri a bassa perdita crescerà di sette volte entro il 2036, guidata dall’espansione di applicazioni ad alta frequenza e segnali millimeter-wave.

Tipologie di polimeri a bassa perdita

I polimeri organici più utilizzati per circuiti ad alta frequenza includono:

• PTFE: bassa perdita dielettrica e stabilità su frequenze elevate, ideale per PCB ad alte prestazioni.
• LCP: garantisce bassa dissipazione e stabilità termica per circuiti ad alta velocità e segnali millimeter-wave.
• Resine epossidiche avanzate: progettate per controllare costante dielettrica (Dk) e fattore di dissipazione (Df) nei laminati PCB.
• PPE e resine modificate: offrono un compromesso tra prestazioni elettriche, lavorabilità e costi di produzione.

I polimeri possono essere rinforzati con cariche ceramiche o vetrose, ottenendo compositi a bassa perdita che uniscono stabilità meccanica e proprietà dielettriche ottimali.

Proprietà chiave dei polimeri a bassa perdita

Per applicazioni ad alta frequenza, i polimeri devono soddisfare requisiti elettrici e termomeccanici specifici:

• basso e stabile fattore di dissipazione (Df): riduce le perdite di segnale in RF e mmWave;
• costante dielettrica (Dk) stabile: evita instabilità di impedenza e distorsioni nei circuiti ad alta frequenza;
• compatibilità del coefficiente di espansione termica (CTE) con il rame: previene delaminazioni e deformazioni nei PCB;
• bassa assorbenza di umidità: protegge l’integrità del segnale e riduce le perdite di inserzione;
• conduttività termica adeguata: assicura dissipazione efficace del calore e stabilità delle proprietà dielettriche in condizioni operative ad alta potenza.

La personalizzazione dei polimeri tramite resine, additivi e cariche permette di ottimizzare Dk, Df e resistenza meccanica, rendendoli ideali per circuiti RF, mmWave, radar automotive e infrastrutture 5G/6G.

Tendenze future: polimeri per 5G, 6G e Radar Sub-THz

Con la diffusione dei radar automotive a 77-79 GHz, l’espansione del 5G e l’arrivo del 6G a frequenze sub-THz, la sfida del prossimo decennio sarà ridurre le perdite dielettriche dei polimeri su larga scala, mantenendo materiali processabili, stabili e competitivi in termini di costi.

I polimeri a bassa perdita restano quindi fondamentali per il futuro delle comunicazioni ad alta frequenza, rappresentando un fattore chiave di innovazione tecnologica e vantaggio competitivo per produttori e integratori di circuiti ad alte prestazioni.