Qu'est-ce que cela signifie pour l'industrie des PCB à grande vitesse?
Tout d'abord, lors de la conception et de la construction de piles de PCB, les aspects des matériaux doivent être prioritaires. Les PCB 5G doivent répondre à toutes les spécifications lors du transport et de la réception de la transmission du signal, de la fourniture de connexions électriques et du contrôle des fonctions spécifiques. De plus, les défis de conception de PCB devront être relevés, comme le maintien de l'intégrité du signal à des vitesses plus élevées, la gestion thermique et comment empêcher l'interférence électromagnétique (EMI) entre les données et les cartes.

Conception de la carte de circuit imprimé du signal mixte
Aujourd'hui, la plupart des systèmes traitent avec des PCB 4G et 3G. Cela signifie que la plage de fréquences d'émission et de réception du composant est de 600 MHz à 5,925 GHz, et le canal de bande passante est de 20 MHz, ou 200 kHz pour les systèmes IoT. Lors de la conception de PCB pour les systèmes réseau 5G, ces composants nécessiteront des fréquences d'ondes millimétriques de 28 GHz, 30 GHz ou même 77 GHz, selon l'application. Pour les canaux de bande passante, les systèmes 5G traiteront 100 MHz en dessous de 6 GHz et 400 MHz au-dessus de 6 GHz.

Ces vitesses plus élevées et les fréquences plus élevées nécessiteront l'utilisation de matériaux appropriés dans le PCB pour capturer et transmettre des signaux plus bas et plus élevés sans perte de signal et EMI. Un autre problème est que les appareils deviendront plus légers, plus portables et plus petits. En raison du poids strict, de la taille et des contraintes d'espace, les matériaux PCB doivent être flexibles et légers pour accueillir tous les dispositifs microélectroniques de la carte de circuit imprimé.

Pour les traces de cuivre PCB, les traces plus minces et le contrôle d'impédance plus stricte doivent être suivies. Le processus de gravure soustractif traditionnel utilisé pour les PCB à grande vitesse 3G et 4G peut être passé à un processus semi-additif modifié. Ces processus semi-additifs améliorés fourniront des traces plus précises et des murs plus droits.

La base de matériaux est également repensée. Les compagnies de circuits imprimées étudient des matériaux avec une constante diélectrique aussi faible que 3, car les matériaux standard pour les PCB à basse vitesse sont généralement de 3,5 à 5,5. La tresse en fibre de verre plus serrée, le matériau de perte de facteur de perte plus faible et le cuivre à faible profil deviendront également le choix de PCB à grande vitesse pour les signaux numériques, empêchant ainsi la perte de signal et améliorant l'intégrité du signal.

Problème de blindage EMI
L'EMI, la diaphonie et la capacité parasite sont les principaux problèmes des circuits imprimés. Afin de faire face à la diaphonie et à l'EMI en raison des fréquences analogiques et numériques de la carte, il est fortement recommandé de séparer les traces. L'utilisation de cartes multicouches fournira une meilleure polyvalence pour déterminer comment placer des traces à grande vitesse afin que les chemins de signaux de retour analogiques et numériques soient éloignés les uns des autres, tout en gardant les circuits AC et CC séparés. L'ajout de blindage et de filtrage lors de la mise en place des composants doit également réduire la quantité d'EMI naturel sur le PCB.

Afin de s'assurer qu'il n'y a pas de défauts et de courts circuits graves ou de circuits ouverts sur la surface du cuivre, un système de réduction automatique (AIO) avancé (AIO) avec des fonctions plus élevées et une métrologie 2D seront utilisées pour vérifier les traces du conducteur et les mesurer. Ces technologies aideront les fabricants de PCB à rechercher d'éventuels risques de dégradation du signal.

Défis de gestion thermique
Une vitesse de signal plus élevée entraînera le courant à travers le PCB pour générer plus de chaleur. Les matériaux PCB pour les matériaux diélectriques et les couches de substrat de base devront gérer adéquatement les vitesses élevées requises par la technologie 5G. Si le matériau est insuffisant, il peut provoquer des traces de cuivre, peler, rétrécir et déformer, car ces problèmes entraîneront la détérioration du PCB.

Afin de faire face à ces températures plus élevées, les fabricants devront se concentrer sur le choix des matériaux qui abordent la conductivité thermique et les problèmes de coefficient thermique. Les matériaux avec une conductivité thermique plus élevée, un excellent transfert de chaleur et une constante diélectrique cohérente doivent être utilisées pour créer un bon PCB pour fournir toutes les fonctionnalités 5G requises pour cette application.