Hvad betyder det for den højhastigheds-PCB-industri?
Først og fremmest, når man designer og konstruerer PCB -stabler, skal materielle aspekter prioriteres. 5G PCB'er skal opfylde alle specifikationer, når man bærer og modtager signaltransmission, leverer elektriske forbindelser og giver kontrol for specifikke funktioner. Derudover skal PCB -designudfordringer adresseres, såsom at opretholde signalintegritet ved højere hastigheder, termisk styring og hvordan man forhindrer elektromagnetisk interferens (EMI) mellem data og tavler.
Blandet signalmodtagende kredsløbskortdesign
I dag beskæftiger de fleste systemer 4G og 3G PCBS. Dette betyder, at komponentens transmission og modtagelsesfrekvensområde er 600 MHz til 5,925 GHz, og båndbreddekanalen er 20 MHz, eller 200 kHz for IoT -systemer. Når man designer PCB til 5G -netværkssystemer, kræver disse komponenter millimeterbølgefrekvenser på 28 GHz, 30 GHz eller endda 77 GHz, afhængigt af påføringen. For båndbreddekanaler behandler 5G -systemer 100 MHz under 6 GHz og 400 MHz over 6 GHz.
Disse højere hastigheder og højere frekvenser kræver anvendelse af passende materialer i PCB til samtidig at fange og transmittere lavere og højere signaler uden signaltab og EMI. Et andet problem er, at enheder bliver lettere, mere bærbare og mindre. På grund af streng vægt, størrelse og rumbegrænsninger, skal PCB -materialer være fleksible og let for at rumme alle mikroelektroniske enheder på kredsløbskortet.
For PCB -kobberspor skal tyndere spor og strengere impedansstyring følges. Den traditionelle subtraktive ætsningsproces, der bruges til 3G og 4G højhastigheds-PCB'er, kan skiftes til en modificeret semi-additive proces. Disse forbedrede semi-additive processer vil give mere præcise spor og lige vægge.
Den materielle base bliver også redesignet. Printede kredsløbskortfirmaer studerer materialer med en dielektrisk konstant så lav som 3, fordi standardmaterialer til PCB'er med lav hastighed normalt er 3,5 til 5,5. Strammere glasfiberfletning, lavt tabsfaktor-tabsmateriale og lavprofil kobber vil også blive valget af højhastigheds-PCB til digitale signaler, hvilket forhindrer signaltab og forbedrer signalintegritet.
EMI -afskærmningsproblem
EMI, krydstale og parasitkapacitans er de største problemer med kredsløbskort. For at håndtere krydstale og EMI på grund af de analoge og digitale frekvenser på brættet, anbefales det stærkt at adskille sporene. Brugen af flerlags tavler giver bedre alsidighed til at bestemme, hvordan man placerer højhastighedsspor, så stierne for analoge og digitale retursignaler holdes væk fra hinanden, mens AC- og DC-kredsløbene er adskilt. Tilføjelse af afskærmning og filtrering ved placering af komponenter skal også reducere mængden af naturlig EMI på PCB.
For at sikre, at der ikke er nogen defekter og alvorlige kortslutninger eller åbne kredsløb på kobberoverfladen, vil et avanceret automatisk optisk inspektionssystem (AIO) med højere funktioner og 2D metrologi blive brugt til at kontrollere lederen spor og måle dem. Disse teknologier vil hjælpe PCB -producenter med at se efter mulige signalnedbrydningsrisici.
Termiske ledelsesudfordringer
En højere signalhastighed vil få strømmen gennem PCB til at generere mere varme. PCB -materialer til dielektriske materialer og kernesubstratlag skal tilstrækkeligt håndtere de høje hastigheder, der kræves af 5G -teknologi. Hvis materialet ikke er tilstrækkeligt, kan det forårsage kobberspor, skrælning, krympning og fordrejning, fordi disse problemer får PCB til at forringes.
For at tackle disse højere temperaturer er producenterne nødt til at fokusere på valg af materialer, der adresserer termisk ledningsevne og termiske koefficientproblemer. Materialer med højere termisk ledningsevne, fremragende varmeoverførsel og konsekvent dielektrisk konstant skal bruges til at fremstille en god PCB for at give alle de 5G -funktioner, der kræves til denne applikation.