מה זה אומר על תעשיית ה-PCB המהיר?
קודם כל, בעת תכנון ובניית ערימות PCB, יש לתעדף היבטים חומריים. לוחות 5G חייבים לעמוד בכל המפרט בעת נשיאה וקבלה של שידור אות, אספקת חיבורים חשמליים ומתן שליטה על פונקציות ספציפיות. בנוסף, יהיה צורך להתמודד עם אתגרי עיצוב PCB, כגון שמירה על שלמות האות במהירויות גבוהות יותר, ניהול תרמי וכיצד למנוע הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) בין נתונים ולוחות.

עיצוב מעגל קליטת אותות מעורב
כיום, רוב המערכות מתמודדות עם PCBs 4G ו-3G. המשמעות היא שטווח תדרי השידור והקליטה של ​​הרכיב הוא 600 מגה-הרץ עד 5.925 גיגה-הרץ, וערוץ רוחב הפס הוא 20 מגה-הרץ, או 200 קילו-הרץ עבור מערכות IoT. בעת תכנון PCB עבור מערכות רשת 5G, רכיבים אלו ידרשו תדרי גל מילימטרים של 28 GHz, 30 GHz או אפילו 77 GHz, תלוי באפליקציה. עבור ערוצי רוחב פס, מערכות 5G יעבדו 100MHz מתחת ל-6GHz ו-400MHz מעל 6GHz.

מהירויות גבוהות יותר ותדרים גבוהים יותר ידרשו שימוש בחומרים מתאימים ב-PCB כדי ללכוד ולשדר בו זמנית אותות נמוכים וגבוהים יותר ללא אובדן אות ו-EMI. בעיה נוספת היא שהמכשירים יהפכו לקלים יותר, ניידים יותר וקטנים יותר. בשל אילוצי משקל, גודל ומקום קפדניים, חומרי PCB חייבים להיות גמישים וקלים כדי להכיל את כל ההתקנים המיקרו-אלקטרוניים בלוח המעגלים.

עבור עקבות נחושת PCB, יש לעקוב אחר עקבות דקות יותר ובקרת עכבה קפדנית יותר. ניתן להעביר את תהליך התחריט החיסור המסורתי המשמש עבור PCB מהירים 3G ו-4G לתהליך חצי-תוסף שונה. תהליכים חצי תוספים משופרים אלה יספקו עקבות מדויקות יותר וקירות ישרים יותר.

בסיס החומר גם בעיצוב מחדש. חברות מעגלים מודפסים לומדים חומרים עם קבוע דיאלקטרי נמוך כמו 3, מכיוון שחומרים סטנדרטיים עבור PCB מהירים הם בדרך כלל 3.5 עד 5.5. צמת סיבי זכוכית הדוקה יותר, חומר אובדן גורם אובדן נמוך יותר ונחושת בפרופיל נמוך יהפכו גם הם לבחירה של PCB במהירות גבוהה לאותות דיגיטליים, ובכך ימנעו אובדן אותות וישפרו את שלמות האות.

בעיית מיגון EMI
EMI, הצלבה וקיבול טפילי הם הבעיות העיקריות של מעגלים. על מנת להתמודד עם קרוס-דיוק ו-EMI עקב התדרים האנלוגיים והדיגיטליים על הלוח, מומלץ מאוד להפריד בין העקבות. השימוש בלוחות רב-שכבתיים יספק צדדיות טובה יותר כדי לקבוע כיצד למקם עקבות במהירות גבוהה כך שהנתיבים של אותות החזרה אנלוגיים ודיגיטליים יישמרו הרחק זה מזה, תוך שמירה על נפרדות של מעגלי AC ו-DC. הוספת מיגון וסינון בעת ​​הצבת רכיבים אמורה גם להפחית את כמות ה-EMI הטבעי על ה-PCB.

על מנת לוודא שאין פגמים וקצרים רציניים או מעגלים פתוחים על פני הנחושת, תשמש מערכת בדיקה אופטית אוטומטית מתקדמת (AIO) בעלת פונקציות גבוהות יותר ומטרולוגיה דו-ממדית לבדיקת עקבות המוליכים ומדידה. טכנולוגיות אלו יסייעו ליצרני PCB לחפש סיכונים אפשריים לפגיעה באות.

אתגרי ניהול תרמי
מהירות אות גבוהה יותר תגרום לזרם דרך ה-PCB לייצר יותר חום. חומרי PCB לחומרים דיאלקטריים ושכבות מצע ליבה יצטרכו להתמודד בצורה נאותה עם המהירויות הגבוהות הנדרשות על ידי טכנולוגיית 5G. אם החומר אינו מספיק, הוא עלול לגרום לעקבות נחושת, קילוף, התכווצות והתעוותות, מכיוון שבעיות אלו יגרמו להידרדרות ה-PCB.

על מנת להתמודד עם הטמפרטורות הגבוהות הללו, היצרנים יצטרכו להתמקד בבחירת החומרים המטפלים בבעיות מוליכות תרמית ומקדם תרמי. יש להשתמש בחומרים עם מוליכות תרמית גבוהה יותר, העברת חום מצוינת וקבוע דיאלקטרי עקבי כדי ליצור PCB טוב כדי לספק את כל תכונות ה-5G הנדרשות ליישום זה.