Mitä tämä tarkoittaa nopealle piirilevyteollisuudelle?
Ensinnäkin, kun suunnitellaan ja rakennetaan piirilevyjen pinoja, materiaalien näkökohdat on priorisoitava. 5G -piirilevyjen on täytettävä kaikki tekniset tiedot kuljettaessasi ja vastaanottaessa signaalin lähetystä, tarjoamalla sähköyhteyksiä ja tarjoamalla tiettyjen toimintojen hallinnan. Lisäksi on käsiteltävä PCB -suunnittelun haasteita, kuten signaalin eheyden ylläpitäminen suuremmilla nopeuksilla, lämmönhallinta ja kuinka estää sähkömagneettisia häiriöitä (EMI) datan ja levyjen välillä.
Sekoitettu signaalin vastaanottopiirilevyn suunnittelu
Nykyään suurin osa järjestelmistä käsittelee 4G- ja 3G -piirilevyjä. Tämä tarkoittaa, että komponentin lähetys- ja vastaanottotaajuusalue on 600 MHz - 5,925 GHz ja kaistanleveyskanava on 20 MHz tai 200 kHz IoT -järjestelmille. Suunnitellessasi 5G -verkkojärjestelmiä varten nämä komponentit vaativat millimetrin aaltotaajuuksia 28 GHz, 30 GHz tai jopa 77 GHz, sovelluksesta riippuen. Kaistanleveyskanaville 5G -järjestelmät prosessoivat 100MHz alle 6 GHz ja 400MHz yli 6 GHz.
Nämä korkeammat nopeudet ja korkeammat taajuudet vaativat sopivien materiaalien käyttöä piirilevyssä samanaikaisesti ja lähettämään pienemmät ja korkeammat signaalit ilman signaalin menetystä ja EMI: tä. Toinen ongelma on, että laitteista tulee kevyempi, kannettavampi ja pienempi. Tiukan painon, koon ja avaruusrajoitteiden vuoksi piirilevymateriaalien on oltava joustavia ja kevyitä kaikkien piirilevyn mikroelektronisten laitteiden sijoittamiseksi.
Pcb -kupariliinten osalta on noudatettava ohuempia jälkiä ja tiukempaa impedanssinhallintaa. Perinteinen subtraktiivinen etsausprosessi, jota käytetään 3G- ja 4G-nopean PCB: n kanssa, voidaan vaihtaa modifioituun puolilääkeprosessiin. Nämä parannetut puolilääkeprosessit tarjoavat tarkempia jälkiä ja suorempia seiniä.
Myös materiaalipohja on suunniteltu uudelleen. Painetut piirilevyyritykset tutkivat materiaaleja, joiden dielektrisyysvakio on niin alhainen kuin 3, koska hitaiden PCB: ien vakiomateriaalit ovat yleensä 3,5-5,5. Tiukempi lasikuitu punos, pienempi häviökerroinhäviömateriaali ja matala profiili kupari tulee myös nopean pCB: n valinta digitaalisille signaaleille, estäen siten signaalin menetyksen ja parantavan signaalin eheyttä.
EMI -suojausongelma
EMI, Crosstalk ja loisten kapasitanssi ovat piirilevyjen tärkeimmät ongelmat. Crosstalkin ja EMI: n käsittelemiseksi taulun analogisten ja digitaalisten taajuuksien vuoksi on erittäin suositeltavaa erottaa jäljet. Monikerroksisten levyjen käyttö tarjoaa paremman monipuolisuuden määrittääkseen, kuinka suurten nopeuksien jäljet asetetaan siten, että analogisten ja digitaalisten paluulaitteiden polut pidetään poissa toisistaan pitäen samalla AC- ja DC-piirejä erillään. Suodattamisen ja suodattamisen lisäämisen, kun komponentteja asetetaan, sen tulisi myös vähentää luonnollisen EMI: n määrää piirilevyllä.
Jotta varmistetaan, että kuparin pinnalla ei ole vikoja ja vakavia oikosulkuja tai avoimia piirejä, kapellimestarien jäljen tarkistamiseen ja 2D -metrologiaan, jolla on korkeammat toiminnot ja 2D -metrologia, edistyksellistä automaattista optista tarkastusjärjestelmää (AIO). Nämä tekniikat auttavat piirilevyjen valmistajia etsimään mahdollisia signaalin hajoamisriskiä.
Lämpöhallinnan haasteet
Suurempi signaalinopeus aiheuttaa virran piirilevyn läpi tuottaa enemmän lämpöä. Dielektristen materiaalien ja ytimen substraattikerrosten piirilevymateriaalit on käsiteltävä 5G -tekniikan vaatimat suuret nopeudet riittävästi. Jos materiaali ei ole riittävä, se voi aiheuttaa kuparijälkiä, kuorimista, kutistumista ja vääntymistä, koska nämä ongelmat aiheuttavat piirilevyn heikentymisen.
Näiden korkeampien lämpötilojen selviytymiseksi valmistajien on keskityttävä materiaalien valintaan, jotka käsittelevät lämmönjohtavuutta ja lämpökertoimen ongelmia. Materiaaleja, joilla on korkeampi lämmönjohtavuus, erinomainen lämmönsiirto ja johdonmukainen dielektrisyysvakio, on käytettävä hyvän piirilevyn valmistukseen kaikkien sovelluksen tarvittavien 5G -ominaisuuksien aikaansaamiseksi.
