Beth mae hyn yn ei olygu i'r diwydiant PCB cyflym?
Yn gyntaf oll, wrth ddylunio ac adeiladu staciau PCB, rhaid blaenoriaethu agweddau materol. Rhaid i PCBs 5G fodloni'r holl fanylebau wrth gario a derbyn trosglwyddiad signal, darparu cysylltiadau trydanol, a darparu rheolaeth ar gyfer swyddogaethau penodol. Yn ogystal, bydd angen mynd i'r afael â heriau dylunio PCB, megis cynnal cywirdeb signal ar gyflymder uwch, rheolaeth thermol, a sut i atal ymyrraeth electromagnetig (EMI) rhwng data a byrddau.
Dyluniad bwrdd cylched derbyn signal cymysg
Heddiw, mae'r rhan fwyaf o systemau yn delio â PCBs 4G a 3G. Mae hyn yn golygu mai ystod amledd trosglwyddo a derbyn y gydran yw 600 MHz i 5.925 GHz, a'r sianel lled band yw 20 MHz, neu 200 kHz ar gyfer systemau IoT. Wrth ddylunio PCBs ar gyfer systemau rhwydwaith 5G, bydd y cydrannau hyn yn gofyn am amleddau tonnau milimetr o 28 GHz, 30 GHz neu hyd yn oed 77 GHz, yn dibynnu ar y cais. Ar gyfer sianeli lled band, bydd systemau 5G yn prosesu 100MHz o dan 6GHz a 400MHz uwchlaw 6GHz.
Bydd y cyflymderau uwch a'r amleddau uwch hyn yn gofyn am ddefnyddio deunyddiau addas yn y PCB i ddal a throsglwyddo signalau is ac uwch ar yr un pryd heb golli signal ac EMI. Problem arall yw y bydd dyfeisiau'n dod yn ysgafnach, yn fwy cludadwy, ac yn llai. Oherwydd pwysau llym, maint a chyfyngiadau gofod, rhaid i ddeunyddiau PCB fod yn hyblyg ac yn ysgafn i ddarparu ar gyfer pob dyfais microelectroneg ar y bwrdd cylched.
Ar gyfer olion copr PCB, rhaid dilyn olion teneuach a rheolaeth rhwystriant llymach. Gellir newid y broses ysgythru tynnu traddodiadol a ddefnyddir ar gyfer PCBs cyflym 3G a 4G i broses lled-ychwanegion wedi'i haddasu. Bydd y prosesau lled-ychwanegol gwell hyn yn darparu olion mwy manwl gywir a waliau mwy syth.
Mae'r sylfaen ddeunydd hefyd yn cael ei ailgynllunio. Mae cwmnïau bwrdd cylched printiedig yn astudio deunyddiau â chysonyn dielectrig mor isel â 3, oherwydd bod deunyddiau safonol ar gyfer PCBs cyflymder isel fel arfer yn 3.5 i 5.5. Bydd braid ffibr gwydr llymach, deunydd colli ffactor colli is a chopr proffil isel hefyd yn dod yn ddewis PCB cyflym ar gyfer signalau digidol, a thrwy hynny atal colli signal a gwella cywirdeb y signal.
Problem gwarchod EMI
EMI, crosstalk a chynhwysedd parasitig yw prif broblemau byrddau cylched. Er mwyn delio â crosstalk ac EMI oherwydd yr amleddau analog a digidol ar y bwrdd, argymhellir yn gryf i wahanu'r olion. Bydd defnyddio byrddau amlhaenog yn darparu gwell hyblygrwydd i benderfynu sut i osod olion cyflym fel bod llwybrau signalau dychwelyd analog a digidol yn cael eu cadw oddi wrth ei gilydd, tra'n cadw'r cylchedau AC a DC ar wahân. Dylai ychwanegu cysgodi a hidlo wrth osod cydrannau hefyd leihau faint o EMI naturiol ar y PCB.
Er mwyn sicrhau nad oes unrhyw ddiffygion a chylchedau byr difrifol neu gylchedau agored ar yr wyneb copr, defnyddir system archwilio optegol awtomatig uwch (AIO) gyda swyddogaethau uwch a mesureg 2D i wirio olion y dargludydd a'u mesur. Bydd y technolegau hyn yn helpu gweithgynhyrchwyr PCB i chwilio am risgiau diraddio signal posibl.
Heriau rheoli thermol
Bydd cyflymder signal uwch yn achosi i'r cerrynt trwy'r PCB gynhyrchu mwy o wres. Bydd angen i ddeunyddiau PCB ar gyfer deunyddiau dielectrig a haenau craidd swbstrad drin yn ddigonol y cyflymder uchel sy'n ofynnol gan dechnoleg 5G. Os nad yw'r deunydd yn ddigonol, gall achosi olion copr, plicio, crebachu a warping, oherwydd bydd y problemau hyn yn achosi i'r PCB ddirywio.
Er mwyn ymdopi â'r tymereddau uwch hyn, bydd angen i weithgynhyrchwyr ganolbwyntio ar y dewis o ddeunyddiau sy'n mynd i'r afael â materion dargludedd thermol a chyfernod thermol. Rhaid defnyddio deunyddiau â dargludedd thermol uwch, trosglwyddiad gwres rhagorol, a chysonyn dielectrig cyson i wneud PCB da i ddarparu'r holl nodweddion 5G sy'n ofynnol ar gyfer y cais hwn.