Plásticos 5G para un mundo en red

Esteban Moore | 17 de julio de 2019

5G es la última generación de comunicaciones móviles y fue desarrollado para responder a la demanda privada y al entorno económico de 2020 y más allá. 5G se convertirá en la base de una sociedad totalmente móvil y conectada en red; es una tecnología clave para la digitalización de todos los ámbitos de la vida y la economía. La nueva tecnología permite una estrecha conexión en red de dispositivos como teléfonos móviles, tabletas, vehículos, electrodomésticos, plantas industriales y muchos otros para formar una Internet de las cosas (IoT).

Con la instalación de 5G, la demanda de estaciones base, unidades de antena activa (AAU) y otros equipos aumentará drásticamente. Los proveedores de materiales se apresuran a desarrollar este nicho de mercado emergente con nuevos grados de plásticos de ingeniería para cumplir con los requisitos de las conexiones de alta velocidad, incluida la tecnología de antenas, soluciones de conectores de alta velocidad y redes de distribución óptica (ODN).

Se dice que las familias de productos de tereftalato de polibutileno (PBT) Crastin de DuPont, por ejemplo, proporcionan propiedades Dk/Df (constante dieléctrica/factor de disipación) equilibradas (menos de tres y menos de 0,007, respectivamente), creando un excelente rendimiento de antena y entregando una señal excepcional. transmisión para garantizar comunicaciones 5G de alta velocidad y baja latencia y calidad de operación. Según DuPont, la serie CE20 de materiales PBT, con un Dk bajo de menos de tres, puede ampliar el ancho de banda para una mejor transmisión. También pueden adherirse al metal de manera estable y cuentan con un flujo un 40 % mejor y una densidad un 10 % menor en comparación con el grado PBT retardante de llama halogenado de la competencia.

DuPont también ofrece materiales para conectores de alta velocidad a través de su gama Zytel HTN de poliamidas de alta temperatura que son compatibles con los procesos de ensamblaje SMT (tecnología de montaje en superficie) más populares. Según se informa, los grados reforzados con vidrio entre un 20 % y un 50 % proporcionan una fluidez superior, lo que es perfecto para diseños de miniaturización, resistencia a temperaturas de hasta 280 °C y CTI de hasta 600 V.

Mientras tanto, para las soluciones ODN, el elastómero de poliéster termoplástico Hytrel de la compañía encuentra aplicaciones en cables de fibra óptica, mientras que se dice que la poliamida Zytel RS HTN ofrece excelentes propiedades mecánicas y confiabilidad como material de interconexión que permite un servicio de conexión rápido.

DuPont señala que las crecientes demandas de mayor potencia y mayor velocidad de transmisión de datos resultarán en una mayor necesidad de gestión térmica. Las soluciones de gestión térmica hacen que los dispositivos 5G sean más confiables y funcionalmente estables, minimizando el mal funcionamiento y las fallas del sistema. También mejora significativamente la experiencia del usuario de 5G al reducir el calor en los puntos de acceso. La amplia gama de productos térmicamente conductores de DuPont, incluidos Zytel RS HTN, Zytel y Crastin, tienen diversas propiedades mecánicas que satisfacen las diferentes necesidades de los clientes.

Por su parte, Covestro está desarrollando soluciones materiales innovadoras y sostenibles y contribuyendo a una infraestructura inteligente, incluidas tecnologías de sensores y un entorno de comunicación digital. La empresa colabora estrechamente con Deutsche Telekom y el Instituto de Diseño de Umeå. Covestro presentará algunos prototipos en K 2019. El proyecto se enmarca en la estrategia integral de digitalización de la compañía. Junto con sus socios, la empresa se compromete a alcanzar los Objetivos 9 (Innovación e Infraestructura) y 11 (Ciudades Sostenibles) de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU.

Los policarbonatos y sus mezclas han demostrado su eficacia en una amplia gama de aplicaciones eléctricas y electrónicas y, gracias a sus excelentes propiedades, también deberían ser los materiales elegidos para la tecnología 5G: "Son mecánicamente robustos, ligeros, transparentes a las radiofrecuencias y adecuados para moldeo por inyección”, explica Fabian Grote, miembro central del equipo global 5G de Covestro. Algunos grados también muestran buena resistencia a la intemperie o conductividad térmica o son adecuados para moldeo por inyección de dos componentes y estructuración directa por láser (LDS).

Para aumentar la aceptación pública de una red ampliada de antenas y estaciones base, Covestro está trabajando con estudiantes del renombrado Instituto de Diseño de Umeå y Deutsche Telekom para integrar perfectamente estas instalaciones técnicas en las ciudades del futuro. El proyecto incluye el desarrollo de atractivas estaciones base, su combinación de colores y la estructuración de superficies. Düsseldorf sirvió como ciudad de referencia para el proyecto.

En este proyecto, Covestro entrará en este mercado en un hipotético escenario con su propia gama de productos. El producto real es la funda exterior de una antena de terceros, que está diseñada para adaptarse a entornos específicos, ya sea encajando o sobresaliendo de ella, según el entorno y la densidad de población. Aquí es donde se puede explotar el mejor potencial con productos que cumplan los requisitos técnicos e integren o refuercen el carácter de una ciudad con una red 5G. "En la K 2019 mostraremos una serie de prototipos técnicos y de diseño para células pequeñas en el rango de frecuencia de 3,5 GHz y 28 GHz", afirma Grote.

Cuando la tecnología 5G avance a una frecuencia más alta (es decir, la banda de ondas milimétricas), la transmitancia de la señal podría convertirse en un desafío de diseño. “Podemos ayudar a nuestros clientes a disfrutar de una mayor libertad de diseño y al mismo tiempo garantizar el rendimiento de transmisión de datos 5G con capacidades de prueba de última generación en un amplio rango de frecuencia de hasta 50 GHz en una variedad de condiciones ambientales, todo en nuestro Centro de Innovación de Asia Pacífico. en Shanghai”, dice Nan Hu, director global de electrónica en el segmento de policarbonatos de Covestro.

La tecnología 5G, con sus altas tasas de transferencia, también tendrá un impacto significativo en el diseño de los teléfonos inteligentes. Las antenas para la tecnología 5G requieren más espacio. Ésta es sólo una de las razones por las que las soluciones metálicas utilizadas hasta ahora para la parte posterior de los dispositivos serán sustituidas en el futuro por cerámica, vidrio o plástico.

Una solución de película multicapa Makrofol SR con una capa superior acrílica combinada con un nuevo proceso de fabricación da como resultado cubiertas traseras de teléfonos móviles que parecen vidrio pero no son frágiles. "La película laminada se puede formar en tres dimensiones y la solución de película también cumple con los requisitos de transmisión en altas frecuencias de radio con longitudes de onda en el rango milimétrico", explica Echol Zhao, director de películas especiales en la Gran China de Covestro.

Este material de película transparente, formable en 3D y compatible con 5G está diseñado específicamente para brindar una libertad de diseño óptima para que las marcas de teléfonos móviles creen teléfonos móviles de moda utilizando tecnologías de decoración como patrones UV y metalización al vacío no conductora (NCVM). Más del 50 por ciento del mercado de teléfonos móviles en China está cambiando actualmente a este tipo de soluciones de película PC/PMMA multicapa, una señal de un futuro prometedor para la próxima era 5G.

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