Mit dem Übergang der 5G-Kommunikation in den Millimeterwellenbereich (mmWave) steigen auch die Anforderungen an PCB-Materialien.

Herkömmliche FR-4-Epoxidharze stoßen bei hohen Frequenzen an ihre Grenzen, da ihre höhere dielektrische Verlustleistung zu Signalverlusten und einer geringeren Übertragungsqualität führt.

Deshalb entwickelt sich Vinyl-Silikonharz zu einem wichtigen Material für moderne Prepregs und kupferkaschierte Leiterplatten (CCL).

Warum sind niedrige dielektrische Verluste so wichtig?

Bei Hochfrequenzanwendungen beeinflussen die elektrischen Eigenschaften des Basismaterials direkt die Signalqualität.

Je niedriger die Dielektrizitätskonstante (Dk) und der Verlustfaktor (Df) sind, desto besser:

• Geringere Signalverluste

• Schnellere Datenübertragung

• Höhere Signalintegrität

• Zuverlässigere Hochfrequenzkommunikation

Warum Vinyl-Silikonharz?

Vinyl-Silikonharz besitzt ein Si-O-Si-Rückgrat mit reaktiven Vinylgruppen und eignet sich daher hervorragend für Hochfrequenzmaterialien.

Sehr niedrige dielektrische Verluste

Typische Werte:

• Dk: 2,8–3,0

• Df: 0,001–0,005

Dadurch wird die Signalabschwächung bei hohen Frequenzen deutlich reduziert.

Hervorragende Hitzebeständigkeit

Nach der Aushärtung entsteht ein stabiles dreidimensionales Netzwerk mit:

• Thermischer Zersetzungstemperatur von über 450 °C

• Hoher Dimensionsstabilität

• Geringeren Spannungen zwischen Kupferfolie und Substrat

Sehr geringe Wasseraufnahme

Feuchtigkeit erhöht die dielektrischen Verluste und verschlechtert die Hochfrequenzleistung.

Vinyl-Silikonharz besitzt eine Wasseraufnahme von unter 0,5 % und sorgt dadurch auch in feuchten Umgebungen für stabile elektrische Eigenschaften.

Einsatz in Prepregs

In der Praxis wird Vinyl-Silikonharz häufig mit Hydrogen-Silikonöl oder modifizierten Epoxidharzen kombiniert.

Unter einem Platinkatalysator reagieren die Vinylgruppen mit den Si-H-Gruppen in einer Additionsreaktion und bilden ein stabiles vernetztes Polymernetzwerk.

Die Vorteile:

• Geringe Aushärtungsschrumpfung

• Sehr gute dielektrische Eigenschaften

• Hohe Haftfestigkeit auf Kupferfolie

• Gute Kompatibilität mit Low-Dk-Füllstoffen wie sphärischer Kieselsäure

Typische Anwendungen

Vinyl-Silikonharz wird heute häufig eingesetzt für:

• 5G-Basisstationsantennen

• 77-GHz-Automobilradarsysteme

• Hochgeschwindigkeitsserver und Netzwerk-Switches

• Hochfrequenz-PCBs und CCL-Materialien

Fazit

Mit steigenden Kommunikationsfrequenzen werden leistungsfähige Materialien immer wichtiger.

Dank niedriger dielektrischer Verluste, hoher Temperaturbeständigkeit, geringer Wasseraufnahme und langfristiger Stabilität gehört Vinyl-Silikonharz heute zu den bevorzugten Materialien für moderne 5G-Prepregs und Hochfrequenz-Leiterplatten.

Wenn Sie hochreines Vinyl-Silikonharz, Silikonmaterialien mit niedrigen dielektrischen Verlusten oder technische Unterstützung für Hochfrequenz-PCB-Anwendungen suchen, unterstützen wir Sie gerne.

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