¿Qué significa esto para la industria PCB de alta velocidad?
En primer lugar, al diseñar y construir pilas de PCB, se deben priorizar aspectos del material. Los PCB 5G deben cumplir con todas las especificaciones al transportar y recibir la transmisión de la señal, proporcionar conexiones eléctricas y proporcionar control para funciones específicas. Además, los desafíos de diseño de PCB deberán abordarse, como mantener la integridad de la señal a velocidades más altas, manejo térmico y cómo evitar la interferencia electromagnética (EMI) entre datos y tableros.

Diseño de placa de circuito de recepción de señal mixta
Hoy, la mayoría de los sistemas están tratando con PCB 4G y 3G. Esto significa que el rango de frecuencia de transmisión y recepción del componente es de 600 MHz a 5.925 GHz, y el canal de ancho de banda es de 20 MHz o 200 kHz para sistemas IoT. Al diseñar PCB para sistemas de red 5G, estos componentes requerirán frecuencias de onda milimétrica de 28 GHz, 30 GHz o incluso 77 GHz, dependiendo de la aplicación. Para los canales de ancho de banda, los sistemas 5G procesarán 100MHz por debajo de 6 GHz y 400MHz por encima de 6 GHz.

Estas velocidades más altas y frecuencias más altas requerirán el uso de materiales adecuados en la PCB para capturar y transmitir simultáneamente señales cada vez más altas sin pérdida de señal y EMI. Otro problema es que los dispositivos se volverán más ligeros, más portátiles y más pequeños. Debido a las estrictas limitaciones de peso, tamaño y espacio, los materiales de PCB deben ser flexibles y livianos para acomodar todos los dispositivos microelectrónicos en la placa de circuito.

Para las trazas de cobre de PCB, se deben seguir trazas más delgadas y control de impedancia más estricto. El proceso de grabado sustractivo tradicional utilizado para PCB 3G y 4G de alta velocidad se puede cambiar a un proceso semi-aditivo modificado. Estos procesos semi-aditivos mejorados proporcionarán rastros más precisos y paredes más rectas.

La base del material también se está rediseñando. Las compañías de la junta de circuito impreso están estudiando materiales con una constante dieléctrica tan baja como 3, porque los materiales estándar para PCB de baja velocidad suelen ser de 3.5 a 5.5. Trenza de fibra de vidrio más apretada, material de pérdida de factor de pérdida de menor pérdida y cobre de bajo perfil también se convertirá en la elección de PCB de alta velocidad para señales digitales, evitando así la pérdida de señal y mejorando la integridad de la señal.

Problema de blindaje de EMI
La capacitancia EMI, la diafonía y la parasitaria son los principales problemas de las placas de circuito. Para tratar con diafonía y EMI debido a las frecuencias analógicas y digitales en el tablero, se recomienda encarecidamente separar las trazas. El uso de tableros multicapa proporcionará una mejor versatilidad para determinar cómo colocar trazas de alta velocidad para que las rutas de las señales de retorno analógicas y digitales se mantengan alejadas entre sí, mientras mantienen separados los circuitos de CA y CC. Agregar blindaje y filtrado al colocar componentes también debe reducir la cantidad de EMI natural en la PCB.

Para garantizar que no haya defectos y cortocircuitos graves o circuitos abiertos en la superficie de cobre, se utilizará un sistema de inspección óptica automática avanzada (AIO) con funciones más altas y metrología 2D para verificar las trazas del conductor y medirlos. Estas tecnologías ayudarán a los fabricantes de PCB a buscar posibles riesgos de degradación de la señal.

Desafíos de gestión térmica
Una mayor velocidad de señal hará que la corriente a través de la PCB genere más calor. Los materiales PCB para materiales dieléctricos y capas de sustrato central deberán manejar adecuadamente las altas velocidades requeridas por la tecnología 5G. Si el material es insuficiente, puede causar trazas de cobre, pelado, contracción y deformación, porque estos problemas harán que la PCB se deteriore.

Para hacer frente a estas temperaturas más altas, los fabricantes deberán centrarse en la elección de materiales que aborden la conductividad térmica y los problemas de coeficientes térmicos. Se deben utilizar materiales con mayor conductividad térmica, excelente transferencia de calor y constante constante constante de constante para hacer una buena PCB para proporcionar todas las características 5G requeridas para esta aplicación.