Què significa això per a la indústria de PCB d'alta velocitat?
En primer lloc, a l'hora de dissenyar i construir piles de PCB, s'han de prioritzar els aspectes materials. Els PCB 5G han de complir totes les especificacions quan transporten i reben la transmissió del senyal, proporcionen connexions elèctriques i proporcionen control per a funcions específiques. A més, caldrà abordar els reptes del disseny de PCB, com ara mantenir la integritat del senyal a velocitats més altes, la gestió tèrmica i com prevenir la interferència electromagnètica (EMI) entre les dades i les plaques.

Disseny de placa de circuit receptor de senyal mixt
Avui en dia, la majoria dels sistemes tracten amb PCB 4G i 3G. Això significa que el rang de freqüències de transmissió i recepció del component és de 600 MHz a 5,925 GHz i el canal d'ample de banda és de 20 MHz, o 200 kHz per als sistemes IoT. Quan es dissenyen PCB per a sistemes de xarxa 5G, aquests components requeriran freqüències d'ona mil·limètrica de 28 GHz, 30 GHz o fins i tot 77 GHz, depenent de l'aplicació. Per als canals d'ample de banda, els sistemes 5G processaran 100 MHz per sota de 6 GHz i 400 MHz per sobre de 6 GHz.

Aquestes velocitats més altes i freqüències més altes requeriran l'ús de materials adequats a la PCB per capturar i transmetre simultàniament senyals cada vegada més alts sense pèrdua de senyal i EMI. Un altre problema és que els dispositius seran més lleugers, més portàtils i més petits. A causa de les estrictes limitacions de pes, mida i espai, els materials PCB han de ser flexibles i lleugers per adaptar-se a tots els dispositius microelectrònics de la placa de circuit.

Per a traces de coure PCB, cal seguir traces més primes i un control d'impedància més estricte. El procés de gravat subtractiu tradicional utilitzat per a PCB d'alta velocitat 3G i 4G es pot canviar a un procés semi-additiu modificat. Aquests processos semiadditius millorats proporcionaran traces més precises i parets més rectes.

També s'està redissenyant la base material. Les empreses de plaques de circuit imprès estan estudiant materials amb una constant dielèctrica tan baixa com 3, perquè els materials estàndard per a PCB de baixa velocitat solen ser de 3,5 a 5,5. La trena de fibra de vidre més ajustada, el material de pèrdua de factor de pèrdua més baix i el coure de perfil baix també es convertiran en l'opció de PCB d'alta velocitat per a senyals digitals, evitant així la pèrdua de senyal i millorant la integritat del senyal.

Problema de blindatge EMI
L'EMI, la diafonia i la capacitat parasitària són els principals problemes de les plaques de circuit. Per tractar la diafonia i l'EMI a causa de les freqüències analògiques i digitals del tauler, es recomana separar les traces. L'ús de plaques multicapa proporcionarà una millor versatilitat per determinar com col·locar traces d'alta velocitat de manera que els camins dels senyals de retorn analògics i digitals es mantinguin allunyats els uns dels altres, mantenint els circuits AC i DC separats. L'addició de blindatge i filtrat en col·locar components també hauria de reduir la quantitat d'EMI natural a la PCB.

Per tal de garantir que no hi hagi defectes i curtcircuits greus o circuits oberts a la superfície de coure, s'utilitzarà un sistema avançat d'inspecció òptica automàtica (AIO) amb funcions superiors i metrologia 2D per comprovar les traces del conductor i mesurar-les. Aquestes tecnologies ajudaran els fabricants de PCB a buscar possibles riscos de degradació del senyal.

Reptes de gestió tèrmica
Una velocitat de senyal més alta farà que el corrent a través del PCB generi més calor. Els materials de PCB per a materials dielèctrics i capes de substrat central hauran de gestionar adequadament les altes velocitats requerides per la tecnologia 5G. Si el material és insuficient, pot provocar rastres de coure, peladura, contracció i deformació, perquè aquests problemes provocaran que el PCB es deteriori.

Per fer front a aquestes temperatures més altes, els fabricants hauran de centrar-se en l'elecció de materials que abordin els problemes de conductivitat tèrmica i coeficients tèrmics. S'han d'utilitzar materials amb una conductivitat tèrmica més alta, una excel·lent transferència de calor i una constant dielèctrica constant per fer un bon PCB per proporcionar totes les característiques 5G necessàries per a aquesta aplicació.