Какво означава това за индустрията за високоскоростни печатни платки?
На първо място, при проектирането и конструирането на стекове от печатни платки трябва да се даде приоритет на материалните аспекти. 5G печатните платки трябва да отговарят на всички спецификации при пренасяне и получаване на предаване на сигнал, осигуряване на електрически връзки и осигуряване на контрол за специфични функции. Освен това ще трябва да се обърне внимание на предизвикателствата при проектирането на печатни платки, като поддържане на целостта на сигнала при по-високи скорости, термично управление и как да се предотвратят електромагнитни смущения (EMI) между данни и платки.

Дизайн на печатна платка със смесен сигнал
Днес повечето системи работят с 4G и 3G PCB. Това означава, че честотният диапазон на предаване и приемане на компонента е от 600 MHz до 5,925 GHz, а каналът с честотна лента е 20 MHz или 200 kHz за IoT системи. При проектирането на печатни платки за 5G мрежови системи, тези компоненти ще изискват честоти на милиметрови вълни от 28 GHz, 30 GHz или дори 77 GHz, в зависимост от приложението. За канали с честотна лента 5G системите ще обработват 100MHz под 6GHz и 400MHz над 6GHz.

Тези по-високи скорости и по-високи честоти ще изискват използването на подходящи материали в PCB за едновременно улавяне и предаване на по-ниски и по-високи сигнали без загуба на сигнал и EMI. Друг проблем е, че устройствата ще станат по-леки, по-преносими и по-малки. Поради строгите ограничения на теглото, размера и пространството, материалите за печатни платки трябва да бъдат гъвкави и леки, за да поемат всички микроелектронни устройства на печатната платка.

За медни проводници на печатни платки трябва да се спазват по-тънки канали и по-строг контрол на импеданса. Традиционният процес на субтрактивно ецване, използван за 3G и 4G високоскоростни печатни платки, може да бъде превключен към модифициран полу-адитивен процес. Тези подобрени полу-адитивен процес ще осигурят по-прецизни следи и по-прави стени.

Преустройва се и материалната база. Компаниите за печатни платки изучават материали с диелектрична константа до 3, тъй като стандартните материали за нискоскоростни печатни платки обикновено са от 3,5 до 5,5. По-стегнатата оплетка от стъклени влакна, материалът с по-нисък коефициент на загуба и нископрофилната мед също ще станат изборът на високоскоростна печатна платка за цифрови сигнали, като по този начин се предотвратява загубата на сигнал и се подобрява целостта на сигнала.

Проблем с EMI екраниране
EMI, кръстосани смущения и паразитен капацитет са основните проблеми на печатните платки. За да се справите с кръстосаните смущения и EMI, дължащи се на аналоговите и цифровите честоти на платката, силно се препоръчва следите да се разделят. Използването на многослойни платки ще осигури по-добра гъвкавост, за да се определи как да се поставят високоскоростни следи, така че пътищата на аналоговите и цифровите обратни сигнали да се държат далеч един от друг, като в същото време AC и DC веригите са разделени. Добавянето на екраниране и филтриране при поставяне на компоненти също трябва да намали количеството на естествените EMI ​​върху печатната платка.

За да се гарантира, че няма дефекти и сериозни къси съединения или отворени вериги на медната повърхност, ще се използва усъвършенствана автоматична система за оптична инспекция (AIO) с по-високи функции и 2D метрология за проверка на следите на проводниците и тяхното измерване. Тези технологии ще помогнат на производителите на печатни платки да търсят възможни рискове от влошаване на сигнала.

Предизвикателства при термичното управление
По-високата скорост на сигнала ще накара токът през печатната платка да генерира повече топлина. ПХБ материалите за диелектрични материали и основните субстратни слоеве ще трябва да се справят адекватно с високите скорости, изисквани от 5G технологията. Ако материалът е недостатъчен, това може да причини следи от мед, лющене, свиване и изкривяване, тъй като тези проблеми ще доведат до влошаване на печатната платка.

За да се справят с тези по-високи температури, производителите ще трябва да се съсредоточат върху избора на материали, които решават проблемите с топлопроводимостта и топлинния коефициент. Трябва да се използват материали с по-висока топлопроводимост, отличен топлопренос и постоянна диелектрична константа, за да се направи добра печатна платка, която да осигури всички 5G функции, необходими за това приложение.