陶瓷3D打印推动5G通讯发展

5G技术的逐步成熟，不仅将为人们带来更加优质的网络质量，同时可以极大的扩展物联网应用，促进人类社会的快速进步。然而，5G设备的设计与制造仍然面临着巨大的挑战，尤其是对于无源PCB滤波器结构仍然需要进一步优化以满足目前的需求。

山东中科先进技术研究院微纳米3D打印工程中心合作伙伴单位，奥地利Graz理工大学研究团队针对传统方法在制备5G通讯PCB中的劣势，利用基于光固化的陶瓷3D打印技术，将陶瓷超材料集成到电路板中，不仅可以满足电路板要求，同时又省去了添加其他组件的需求，使得电路板更加高效且紧凑，有效助力了5G通讯的发展。

图 1 3D打印5G设备无源PCB滤波器中的陶瓷超材料

超材料为通过人为设计的特殊结构而呈现出天然材料不具备的特质的一类材料。这类材料往往具备复杂而精密的结构，这为常规制备方法在超材料的制备中带来巨大的挑战，尤其是对于韧性差的陶瓷超材料。因此，高精度增材制造技术在超材料的制备中具有巨大的应用潜力。

山东中科先进技术研究院微纳米3D打印工程中心具备光固化的陶瓷3D打印机（Lithography-Based Ceramics Manufacturing，LCM）可以实现具有高成型精度（打印层厚为10-100 μm、最小壁厚为150 μm、最小孔道200 μm）、适用于复杂结构陶瓷超材料等器件以及多种材料复合打印等特性，可以满足射频器件对高集成度以及小型化的要求。此外工程中心的双光子纳米3D打印技术可以实现百纳米级的分辨率，可以满足更高精密程度要求。工程中心同时具备3D-DIC全场形变表征可以对复杂形状构件在多场耦合条件下下进行力学行为非接触表征，提供复杂结构构件在模拟真实服役条件下的全场应变信息，提供3D打印器件的力学性能信息。

图 2 适用LCM陶瓷3D打印的陶瓷种类齐全

图 3 LCM 陶瓷3D打印制备的壁厚为80微米的氧化铝陶瓷器件

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