Šta to znači za brzinu PCB industrije?
Prije svega, prilikom dizajniranja i izgradnje PCB hrpa, materijalni aspekti moraju biti prioritetni. 5G PCB-ovi moraju ispunjavati sve specifikacije prilikom nošenja i primanja prijenosa signala, pružajući električne priključke i pružanje kontrole za određene funkcije. Pored toga, morat će se riješiti izazovi za dizajn PCB-a, poput održavanja integriteta signala pri većim brzinama, termičkom upravljanju i načinu spriječiti elektromagnetske smetnje (EMI) između podataka i ploča.
Dizajn ploče za primanje mješovitih signala
Danas većina sistema se bavi 4G i 3G PCB-om. To znači da je prenos komponente i primanje frekvencijskog raspona 600 MHz do 5.925 GHz, a širine pojaseva je 20 MHz, odnosno 200 kHz za IOT sisteme. Prilikom dizajniranja PCB-a za 5G mrežne sustave ove će komponente zahtijevati frekvencije milimetarskog talasa od 28 GHz, 30 GHz ili čak 77 GHz, ovisno o aplikaciji. Za kanale širine pojasa, 5G sustavi će se obraditi 100MHz ispod 6GHz i 400MHz iznad 6GHz.
Ove veće brzine i veće frekvencije zahtijevaju upotrebu odgovarajućih materijala u PCB-u da istovremeno snimi i prenose niže i veće signale bez gubitka signala i EMI. Drugi problem je što će uređaji postati lakši, prenosivniji i manji. Zbog stroge ograničenja težine, veličine i prostora, PCB materijali moraju biti fleksibilni i lagani za smještaj svih mikroelektronskih uređaja na ploči.
Za PCB bakrene tragove moraju se slijediti tanji tragovi i stroža kontrola impedancije. Tradicionalni proces subtraktivnog etching-a koji se koristi za 3G i 4G PCB-ove velike brzine mogu se prebaciti u modificirani postupak poluaditiva. Ovi poboljšani poluaditivi procesi pružit će precizniji tragovi i ratni zidovi.
Baza materijala se takođe redizajnira. Kompanije za tiskane ploče studiraju materijale sa dielektričnom konstancom, jer su 3, jer su standardni materijali za male brzine PCB-a obično 3,5 do 5,5. Tighter staklena vlakna, materijal za gubitak manjih gubitaka, bakar sa niskim profilom postat će i izbor brzine PCB-a za digitalne signale, čime se sprečava gubitak signala i poboljšanje integriteta signala.
EMI zaštitni problem
EMI, Crosstalk i parazitski kapacitet su glavni problemi krugova. Kako bi se bavili Crosstalkom i EMI zbog analognih i digitalnih frekvencija na ploči, toplo se preporučuje odvajanje tragova. Upotreba višeslojnih ploča pružit će bolju svestranost kako bi se utvrdilo kako stavljati velike brzinske tragove tako da se staze analognih i digitalnih povratnih signala drže međusobno, dok se odvojeni izmjenični i DC i DC. Dodavanje zaštite i filtriranja prilikom postavljanja komponenti također bi trebali smanjiti količinu prirodnog EMI na PCB-u.
Da bi se osiguralo da nema nedostataka i ozbiljnih kratkih spojeva ili otvorenih krugova na bakrenoj površini, za provjeru vodiča za provjeru tragova provodnika koristit će se napredni automatski optički sistem optičkog inspekcijskog sustava (AIO) s većim funkcijama i 2D mjeriteljom. Te tehnologije će pomoći PCB proizvođačima traženje mogućih rizika od razgradnje signala.
Izazovi toplotnog upravljanja
Veća brzina signala uzrokovat će struju putem PCB-a za generiranje više topline. PCB materijali za dielektrični materijali i osnovni slojevi supstrata trebat će se adekvatno obraditi visokim brzinama potrebnim za 5G tehnologiju. Ako materijal nije dovoljan, može prouzrokovati bakrene tragove, ljuštenje, skupljanje i pečenje, jer će ovi problemi uzrokovati da se PCB pogoršava.
Da bi se nosili s tim višim temperaturama, proizvođači će se morati fokusirati na izbor materijala koji se bave toplotnim provodljivošću i problemima toplotne koeficijente. Materijali s većom toplotnom provodljivošću, odličnim prijenosom topline i dosljedne dielektrične konstante moraju se koristiti za postizanje dobre PCB-a za pružanje svih 5G funkcija potrebnih za ovu aplikaciju.