Toray: Neuer PBT-Kunststoff mit geringen dielektrischen Verlusten

Toray Industries, Inc. hat ein Polybutylenterephthalat (PBT) entwickelt, dessen dielektrische Verluste im hochfrequenten Millimeterwellenbereich nach Anbieterangaben um etwa 40 Prozent geringer sind als die von herkömmlichem PBT-Kunststoffen. Gleichzeitig werden demzufolge die Dimensionsstabilität und Formbarkeit nicht beeinträchtigt.

Das neue Material soll die Leistung von Hochgeschwindigkeits-Übertragungssteckern, Kommunikationsmodulen, Millimeterwellen-Radaren und anderen Geräten für 5G-Basisstationen und automatisierte Fahrsysteme deutlich verbessern. Diese sollen zudem von der hohen Dimensionsstabilität, Festigkeit und anderen Leistungsmerkmalen sowie der guten Verarbeitbarkeit des Materials profitieren.

Anwendungen des PBT-Kunststoff von Toray mit geringem dielektrischem Verlust - (Bild: Toray).

Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Mischung aus Dimensionsstabilität, Festigkeit und anderen Leistungselementen kommen PBT-Kunststoffe typischerweise in Automobil- oder Elektronikanwendungen zum Einsatz. Außerdem sind sie leicht zu formen und zu verarbeiten. Das Material geht jedoch zugleich mit hohen dielektrischen Verlusten einher – eine Eigenschaft, die etwa in Hochfrequenzkomponenten oder autonomen Fahrsystemen zu Übertragungsverlusten führt. Der Einsatz von Polymerlegierungen und Füllstoffen kann dem zwar entgegenwirken, doch der Wirksamkeit sind Grenzen gesetzt. Zugleich beeinträchtigen die Zusatzstoffe die Wärmebeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Materials.

Abhilfe soll der neu entwickelte PBT-Kunststoff von Toray schaffen. Im ultraweiten Millimeterwellenband von 79 GHz würde dieser einen Verlusttangens von 0,006 – etwa 40 Prozent unter dem von herkömmlichen PBT-Kunststoffen liefern. Zugleich sei es gelungen, die Produkteigenschaften uneingeschränkt zu erhalten: Das Unternehmen nutzt seine Polymerisationstechnologie, um die molekulare Bewegung des Polymers im Hochfrequenzbereich einzuschränken und damit eine veränderte Struktur zu erreichen.

So hält das neue Material den dielektrischen Verlust in allen Frequenzbändern der 5G-Kommunikation stabil niedrig - von unter 6 GHz bis zu hochfrequenten Millimeterwellenbändern. Auch in sehr heißen oder feuchten Umgebungen soll die dielektrische Stabilität hervorragend bleiben. Der PBT-Kunststoff reduziert den weiteren Angaben zufolge außerdem Übertragungsverluste und ermöglicht ein großflächiges Abtasten für einfallende Wellen aus großen Winkeln – traditionell ein Problem bei der Entwicklung von Hochfrequenzkomponenten. Mit dem Kunstsoff von Toray soll zudem die Produktgröße reduziert werden können, ohne dabei den elektrischen Widerstand zu verändern. So werden kleine Bauteile mit hoher Leistung und geringen Energieverlusten möglich.

Um die Nachfrage nach Materialien für 5G-Kommunikation zu erfüllen, plant Toray zunächst ein umfassendes Prototypen-Programm. Das Unternehmen hat bereits eine Reihe von 5G-tauglichen Kunststoffen kommerzialisiert und will sein neues Material für den Einsatz in Halbleitergeräten und elektronischen Komponenten zur Unterstützung fortschrittlicher Kommunikationstechnologien positionieren. Geplant sind Anwendungen für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme und intelligente Transportsysteme für automatisierte Fahrkonfigurationen.

Weitere Informationen: www.toray.com

Toray Resins Europe GmbH, Neu-Isenburg + Toray Industries, Tokio, Japan

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