Wie Heraeus die Leistung von 5G-Geräten steigern will

Mit der Einführung des 5G-Mobilfunkstandards sucht die Industrie nach technischen Verbesserungsmöglichkeiten für zukünftige Gerätegenerationen. Mit dem neuen 5G-Angebot von Heraeus können Kunden nicht nur Kosten senken, sondern auch die Leistung und Qualität von 5G-Geräten verbessern. Heraeus hat vier Top-Herausforderungen identifiziert, die innovative Lösungen erfordern:

Herausforderung 1: Elektromagnetische Störungen (EMV)

Höhere Leistungen von 5G-Geräten sind nur durch erhöhte Frequenzen möglich. Dies kann zu Störungen zwischen einzelnen Komponenten innerhalb der Geräte führen – beispielsweise zwischen Chips und Antennen. Darüber hinaus dürfen elektromagnetisch aktive Geräte die Sicherheit anderer Systeme in ihrer Umgebung nicht beeinträchtigen. Insbesondere die innere Abschirmung von Bauteilen untereinander stößt mittlerweile an ihre technischen Grenzen.

Die Lösung: Heraeus hat eine One-Stop-Shop Lösung entwickelt, die auf einer speziell entwickelten partikelfreien Silbertinte, einem Tintenstrahldrucker und einem Aushärtegerät basiert. Diese neue Technologie bietet erhebliche Kosteneinsparungen und höchste Materialeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Abschirmtechnologien wie Metallgehäuse oder Sputtern. Die Investitionen in Anlagen sind bei gleicher Produktionskapazität (in Teilen pro Jahr) 15 Mal geringer für die Heraeus Lösung im Vergleich zum PVD-Sputtern.

"Mit zunehmender Frequenz und weiterer Miniaturisierung ist EMV-Abschirmung der Schlüssel zur 5G-Technologie. Sie sorgt für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb, was für viele Verbraucher und IoT-Anwendungen äußerst wichtig ist", sagt Dr. Frank Stietz.“

Herausforderung 2: Miniaturisierung

Die Miniaturisierung führt zu einem harten Kampf um den Platz im Gehäuse von Geräten. Da der erhöhte Datenverkehr der 5G-Technologien mehr Energie und damit größere Batterien benötigt, wird dieses Problem noch verstärkt.

Die Lösung: Kleinere Komponenten, die noch enger beieinander liegen, erfordern besonders feine Lotpasten. Die Welco Lotpaste von Heraeus bietet aufgrund ihrer hervorragenden rheologischen Eigenschaften eine gute Druckleistung und ermöglicht so kleinere Endgeräte – darunter auch 5G-Handys. Darüber hinaus ist die EMV-Abschirmlösung von Heraeus platzsparender als herkömmliche Metallgehäuse.

Herausforderung 3: Kostendruck

Elektronische Geräte entwickeln sich ständig weiter und benötigen mehr Speicherkapazität, daher wächst der Bedarf an kostengünstiger Produktion. Um einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen, ist Kosteneffizienz für die Hersteller entscheidend.

Die Lösung: Um eine hohe Leistung zu erzielen, sind Speicherbauelemente in der Halbleiterindustrie derzeit stark auf Gold beim Bonden angewiesen. Für die Verpackung von Speichermedien in 5G-Technologie bietet das Heraeus Produkt AgCoat Prime – ein vergoldeter Silberdraht – eine echte Alternative zum Golddraht.

Herausforderung 4: Hohe Temperaturen

Für den Einsatz von 5G und die Unterstützung schnellerer Bandbreiten müssen Telekommunikationsunternehmen und Regierungen weltweit in die Kommunikationsinfrastruktur investieren. Aufgrund der erhöhten Potenz der 5G-Technologie neigen Geräte und Leistungsverstärker dazu, sich stärker zu erwärmen.

Die Lösung: Klassische Lötverfahren stoßen bei diesen Anforderungen an ihre Grenzen. Eine Alternative ist das Sintern mit den mAgic Silbersinterpasten von Heraeus. Dies erhöht die Lebensdauer von Bauteilen um das bis zu Zehnfache.