5G基站功耗加劇，高導(dǎo)熱系數(shù)鋁材開發(fā)成關(guān)鍵

2020年以來，市場對新基建的關(guān)注度上升到新高。新基建的熱點(diǎn)在于支持科技創(chuàng)新、智能制造相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及針對3G/4G進(jìn)行的補(bǔ)短板工程，主要包括5G基建、熱高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。

在2019MWC上中國移動(dòng)展示了2.6GHz頻段下各廠家的AAU

面向5G全室外站解決方案，其中包含最新支持5G容量要求的室外基帶單元Blade BBU和有源天線一體化產(chǎn)品Blade AAU，該解決方案進(jìn)一步匹配5G的新技術(shù)要求和容量要求，極大降低5G引入對天面空間的需求，能靈活安裝在抱桿，鐵塔，墻面或者屋頂。2/3/4G 站點(diǎn)主流基站的形態(tài)是 BBU+RRU+天線的形式，5G 時(shí)代主流基站演變成 BBU+AAU 的形態(tài)。

圖 來自華為5G極簡站點(diǎn)白皮書

5G基站的BBU設(shè)備相比4G變化不大，主要在于AAU內(nèi)部結(jié)構(gòu)，集成化程度越來越高，AAU想對4G的RRU，功耗大幅增加，對產(chǎn)品的散熱要求也越來越高，據(jù)鐵塔公司的數(shù)據(jù)，5G單站功耗是4G的2.5-3.5倍，從熱設(shè)計(jì)角度看，則是基站發(fā)熱量增加，溫度控制的難度陡然上升。這不僅是對電子元器件提出更高的散熱需求，也包括其射頻結(jié)構(gòu)件的通信基站殼體、濾波器腔體、天線振子等，以及機(jī)柜等。除了工藝結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，高熱傳導(dǎo)效率材料的選擇也成為關(guān)鍵。

上一篇我們有了解過目前通信射頻結(jié)構(gòu)件最近很火的壓鑄企業(yè)5G新基建時(shí)代精密金屬結(jié)構(gòu)件需求強(qiáng)勁，11家上市公司壓鑄件引領(lǐng)市場，下面我們來看看這些結(jié)構(gòu)件應(yīng)用的材料——鋁、鋁合金。

鋁,由于密度低重量輕、散熱性能較好，耐腐蝕且維護(hù)成本低的性能優(yōu)勢，在汽車、通信設(shè)備、軌道交通、醫(yī)療器械等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。鋁材不僅是通信產(chǎn)業(yè)內(nèi)各類設(shè)備制造的重要材料,還是未來計(jì)劃建設(shè)的5G基站通信塔的主要材料。

為達(dá)到更好的散熱性能，有些廠家要求里面添加高純鋁（純鋁的導(dǎo)熱系數(shù)常溫達(dá)到238 W/m·K），再添加提高導(dǎo)熱性的金屬材料，此外，為了提高強(qiáng)度或綜合性能，一般用于基站結(jié)構(gòu)件的是將其配成合金。據(jù)了解基站結(jié)構(gòu)件應(yīng)用較多的是Alsi12 、 ADC12 。

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一、鋁材/鋁合金在基站結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用案例

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鋁合金壓鑄制作的的大型薄壁AAU外殼

通信基站散熱件外殼材料一般使用重量更輕、散熱性能更好的鋁合金壓鑄殼體；目前最經(jīng)典之一的屬中興的散熱齒設(shè)計(jì)獨(dú)特，散熱性能優(yōu)越，采用半固態(tài)壓鑄成型，機(jī)加工，表面處理等系列工藝完成。

圖片來源網(wǎng)絡(luò)

02

吹脹板

將一定規(guī)格的鋁板用化學(xué)方法進(jìn)行表面處理，在鋁板對合面印 上蒸發(fā)器管路圖，烘干圖樣后，將沿邊點(diǎn)焊接，經(jīng)過熱軋、冷軋以及退火后再用氮?dú)獯得洠?鋁板管路單面外鼓，再對鋁板進(jìn)行剪切和沖壓，目前在5G基站上散熱有望成為主流。

除了以上介紹的基站結(jié)構(gòu)件中的主要散熱件，在濾波器腔體、天線陣子上也有采用鋁材。

03

5G基站薄壁壓鑄小腔體

除了陶瓷介質(zhì)濾波器，目前5G基站中也有采用鋁合金加工的小型化金屬濾波器，通過壓鑄， 拋丸，CNC，電鍍（鍍銀色）等系列加工而成。

來自中鑄科技官網(wǎng)

04

4G/5G基站金屬半波振子

根據(jù)天線的桿狀、面狀形態(tài)；天線振子加工方式主要有金屬壓鑄/鈑金、PCB貼片和塑料振子等。金屬變型半波振子，天線損耗小，增益高，隔離度表現(xiàn)優(yōu)秀，多采用壓鑄鋁合金或鈑金制造加工而成，產(chǎn)品尺寸小，重量輕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

圖 4G/5G基站天線振子 來自中鑄科技官網(wǎng)