Que significa isto para a industria de PCB de alta velocidade?
Primeiro de todo, ao deseñar e construír pilas de PCB, hai que priorizar os aspectos materiais. Os PCB 5G deben cumprir todas as especificacións ao transportar e recibir a transmisión do sinal, proporcionar conexións eléctricas e proporcionar control para funcións específicas. Ademais, haberá que abordar os retos de deseño de PCB, como manter a integridade do sinal a velocidades máis altas, a xestión térmica e como previr a interferencia electromagnética (EMI) entre datos e placas.

Deseño da placa de circuíto de recepción de sinal mixto
Hoxe, a maioría dos sistemas están a tratar con PCB 4G e 3G. Isto significa que o rango de transmisión e recepción do compoñente é de 600 MHz a 5,925 GHz, e a canle de ancho de banda é de 20 MHz, ou 200 kHz para sistemas IoT. Ao deseñar PCBs para sistemas de rede 5G, estes compoñentes requirirán frecuencias de onda milimétricas de 28 GHz, 30 GHz ou incluso 77 GHz, dependendo da aplicación. Para canles de ancho de banda, os sistemas 5G procesarán 100MHz por baixo de 6GHz e 400MHz por encima de 6GHz.

Estas velocidades máis altas e frecuencias máis altas requirirán o uso de materiais adecuados no PCB para capturar e transmitir sinais máis baixos e superiores sen perda de sinal e EMI. Outro problema é que os dispositivos serán máis lixeiros, máis portátiles e máis pequenos. Debido ao peso estrito, as restricións de tamaño e espazo, os materiais PCB deben ser flexibles e lixeiros para acomodar todos os dispositivos microelectrónicos da placa de circuíto.

Para os rastros de cobre PCB, débese seguir rastros máis finos e un control máis estrito de impedancia. O tradicional proceso de gravado subtractivo usado para PCB de alta velocidade 3G e 4G pódese cambiar a un proceso semi-aditivo modificado. Estes procesos semi-aditivos mellorados proporcionarán rastros máis precisos e paredes máis rectas.

Tamén se está rediseñando a base material. As empresas de placas de circuíto impreso están estudando materiais cunha constante dieléctrica de menos de 3, porque os materiais estándar para PCB de baixa velocidade adoitan ser de 3,5 a 5,5. A trenza de fibra de vidro máis axustada, o material de perda de factores de perda máis baixa e o cobre de baixo perfil tamén se converterán na elección de PCB de alta velocidade para sinais dixitais, evitando así a perda de sinal e mellorando a integridade do sinal.

Problema de blindaje de EMI
Os principais problemas das placas de circuítos son os principais problemas das placas de circuíto. Para tratar a cruz e EMI debido ás frecuencias analóxicas e dixitais no taboleiro, recoméndase encarecidamente separar os rastros. O uso de placas multicapa proporcionará unha mellor versatilidade para determinar como colocar rastros de alta velocidade para que os camiños dos sinais de retorno analóxicos e dixitais se manteñan lonxe uns dos outros, mantendo separados os circuítos AC e DC. Engadir blindaje e filtrado ao colocar compoñentes tamén debe reducir a cantidade de EMI natural no PCB.

Para asegurarse de que non haxa defectos e circuítos curtos graves ou circuítos abertos na superficie de cobre, utilizarase un sistema avanzado de inspección óptica automática (AIO) con funcións máis altas e metroloxía 2D para comprobar os rastros do condutor e medilos. Estas tecnoloxías axudarán aos fabricantes de PCB a buscar posibles riscos de degradación do sinal.

Desafíos de xestión térmica
Unha maior velocidade de sinal fará que a corrente a través do PCB xere máis calor. Os materiais PCB para materiais dieléctricos e as capas de substrato de núcleo necesitarán xestionar adecuadamente as altas velocidades requiridas pola tecnoloxía 5G. Se o material é insuficiente, pode provocar rastros de cobre, pelar, encollemento e deformación, porque estes problemas farán que o PCB se deteriore.

Para facer fronte a estas temperaturas máis altas, os fabricantes terán que centrarse na elección de materiais que aborden a condutividade térmica e as cuestións do coeficiente térmico. Os materiais con maior condutividade térmica, unha excelente transferencia de calor e unha constante dieléctrica consistente deben usarse para facer un bo PCB para proporcionar todas as características 5G necesarias para esta aplicación.