第五代移動(dòng)通信技術(shù)（英語(yǔ)：5thgenerationmobilenetworks簡(jiǎn)稱(chēng)5G）是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，其性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。
由于5G手機(jī)在工作時(shí)使用的頻率（如：微波和毫米波）相較傳統(tǒng)頻率更高，且需要滿(mǎn)足可以同時(shí)利用來(lái)自不同發(fā)射機(jī)的信號(hào)的要求，所以5G手機(jī)需要體積更小、物理結(jié)構(gòu)更復(fù)雜（平面和立體結(jié)合）、小型化的天線(xiàn)，并配合支持MIMO（MultiInputMultiOutput，多輸入多輸出）的多天線(xiàn)技術(shù)。截至目前，現(xiàn)在市面上的智能天線(xiàn)可以支持2x2或者4x4MIMO功能，然而5G手機(jī)天線(xiàn)對(duì)多路技術(shù)的則要求更高。
眾所周知，天線(xiàn)是由層壓基板制作而成，這種層壓基板包括基于絕緣體（例如液晶聚合物L(fēng)CP或改性聚酰亞胺mPI）的銅層，在多數(shù)情況下，還包括一個(gè)粘合層。在制造過(guò)程中，層壓基板必須安裝在特定基板或其他載體上。
Coherent 相干公司 HyperRapid NXT 超短脈沖紫外激光器
顯然，在進(jìn)行必要的切割/劃線(xiàn)（劃線(xiàn)也稱(chēng)為吻切，這種工藝可在不破壞底層的情況進(jìn)行有選擇性的剝層）時(shí)，激光加工是十分合適的選擇。雖然內(nèi)置調(diào)Q納秒激光器已經(jīng)可以提供切割/劃線(xiàn)所需的空間分辨率，但由于銅和聚合物的燒蝕閾值差別很大，納秒激光器無(wú)法通過(guò)一氣呵成的連貫過(guò)程完成整個(gè)加工工藝。通常情況下，較好的加工參數(shù)要求約7倍于燒蝕閾值的激光通量。而將通量提高到閾值的10倍及以上卻并不會(huì)提高加工速度，而只會(huì)增大切面寬度和熱影響區(qū)域(HAZ)范圍。熱影響區(qū)在熱加工中，是指切面、劃線(xiàn)或孔附近的材料由于熱效應(yīng)而降解的范圍，例如：紙張和塑料的炭化區(qū)域、陶瓷的玻璃相形成區(qū)或半導(dǎo)體的熔化區(qū)。
對(duì)于手機(jī)天線(xiàn)之類(lèi)的小型電磁設(shè)備而言，必須盡量減少熱影響區(qū)從而避免功能受損，比如：燒融黏連可能導(dǎo)致短路、過(guò)大的熱影響還可能會(huì)降低設(shè)備可靠性，同時(shí)還會(huì)縮短使用壽命。然而，如果僅根據(jù)銅的加工閾值優(yōu)化納秒激光參數(shù)，則難以有效降低聚合物的熱影響區(qū)。因此，天線(xiàn)加工必須通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的制程和兩種不同的激光設(shè)置進(jìn)行加工。但這種方式要求整個(gè)加工過(guò)程需要在專(zhuān)業(yè)化監(jiān)測(cè)之下，防止出現(xiàn)加工錯(cuò)誤，從而保證加工過(guò)程平穩(wěn)運(yùn)行，優(yōu)化加工成本。
在充分減少熱影響區(qū)方面，更短（例如皮秒）的脈沖寬度或更短的波長(zhǎng)通常被認(rèn)為是兩種行之有效的方法。超短脈沖(USP)激光器的優(yōu)點(diǎn)在于，大部分激光脈沖能量在還沒(méi)來(lái)得及擴(kuò)散的時(shí)候就已被濺射出的材料帶走。此外，雖然超短脈沖激光器通常情況下?lián)碛械拿}沖能量較低，但同時(shí)也能提供較高的脈沖重復(fù)頻率，因此可支持快速多次加工，同時(shí)進(jìn)一步減少熱影響區(qū)問(wèn)題。
眾所周知，使用紫外（UV）等較短的波長(zhǎng)可減少熱影響區(qū)。這是因?yàn)楦吣芄庾涌梢灾苯悠茐拇蠖鄶?shù)材料中的原子鍵，所以某些材料可通過(guò)光解加工（一種冷加工方式）而不是熱加工來(lái)去除。
皮秒紫外激光器集短脈沖寬度和短波長(zhǎng)于一身，因此，是對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行微加工的理想選擇。最近，工業(yè)用超短脈沖紫外激光器的平均功率有所提高，可滿(mǎn)足5G天線(xiàn)切割等應(yīng)用所需的高產(chǎn)能需求。例如，Coherent相干公司的HyperRapidNXT超短脈沖紫外激光器，在355nm波長(zhǎng)下的輸出功率可達(dá)30W，可以在每秒數(shù)米的掃描速度下，對(duì)樣品進(jìn)行10次左右的激光掃描，即意味著可以達(dá)到加工市場(chǎng)最新的天線(xiàn)的需求。
當(dāng)激光在材料表面掃描復(fù)雜圖形進(jìn)行加工時(shí)，直線(xiàn)和曲線(xiàn)部分的切換必然造成掃描速度的變化，使用固定的脈沖重復(fù)頻率，會(huì)使激光在曲線(xiàn)部分逗留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成切割拐角的熱影響區(qū)域擴(kuò)大。盡管超短脈沖紫外激光器產(chǎn)生的熱負(fù)荷很小，但脈沖之間過(guò)多的重疊可能導(dǎo)致熱量積聚和以及較大的熱影響區(qū)，因此上述操作可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。
HyperRapidNXT采用Coherent相干公司先進(jìn)的PulseEQ脈沖控制技術(shù)，可以實(shí)時(shí)控制脈沖速率，并與掃描振鏡信號(hào)同步，這樣可以確保脈沖與脈沖的重疊率保持一致。同樣重要的是，PulseEQ還可以對(duì)單個(gè)脈沖能量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而解決在一些情況下，脈沖重復(fù)頻率變化導(dǎo)致的單脈沖能量跟隨變化問(wèn)題。
HyperRapid NXT 用于 5G LCP 天線(xiàn)切割和鉆孔。左圖所示的高切割質(zhì)量必須通過(guò) Hyper Rapid NXT 的 Pulse EQ 技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
5G網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發(fā)展。隨著各種智能終端的普及，面向2020年及以后，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。Coherent相干公司新一代工業(yè)級(jí)高功率皮秒激光器HyperRapidNXT憑借更加強(qiáng)大的靈活性和穩(wěn)定性獲得市場(chǎng)青睞，并且最近成功斬獲某國(guó)際知名手機(jī)品牌重要訂單。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
相關(guān)文章
熱門(mén)資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
