מה המשמעות של זה לתעשיית ה- PCB המהירה?
ראשית, בעת תכנון ובניית ערימות PCB, יש לתעדף היבטים חומריים. 5G PCBs חייבים לעמוד בכל המפרטים בעת נשיאה וקבלת העברת אות, מתן חיבורים חשמליים ומתן שליטה לפונקציות ספציפיות. בנוסף, יהיה צורך לטפל באתגרי תכנון PCB, כמו שמירה על שלמות האות במהירויות גבוהות יותר, ניהול תרמי וכיצד למנוע הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) בין נתונים ללוחות.
איתות מעורב קבלת מעגלים תכנון
כיום, מרבית המערכות מתמודדות עם PCB של 4G ו- 3G. משמעות הדבר היא כי טווח התדרים של השידור והקבל של הרכיב הוא 600 מגה הרץ עד 5.925 ג'יגה הרץ, וערוץ רוחב הפס הוא 20 מגהרץ, או 200 קילו הרץ למערכות IoT. בעת תכנון PCBs למערכות רשת 5G, רכיבים אלה ידרשו תדרי גל מילימטר של 28 ג'יגה הרץ, 30 ג'יגה הרץ או אפילו 77 ג'יגה הרץ, תלוי ביישום. עבור ערוצי רוחב פס, מערכות 5G יעבדו 100 מגה הרץ מתחת ל- 6GHz ו- 400MHz מעל 6GHz.
מהירויות גבוהות יותר ותדרים גבוהים יותר ידרשו שימוש בחומרים מתאימים ב- PCB כדי ללכוד בו זמנית ולהעביר אותות נמוכים וגבוהים יותר ללא אובדן אות ו- EMI. בעיה נוספת היא שהמכשירים יהפכו קלים יותר, ניידים יותר וקטנים יותר. בגלל אילוצי משקל, גודל וחלל קפדניים, חומרי PCB חייבים להיות גמישים וקלים כדי להתאים לכל המכשירים המיקרו -אלקטרוניים בלוח המעגל.
עבור עקבות נחושת PCB, יש לעקוב אחר עקבות דקים יותר ובקרת עכבה מחמירה יותר. ניתן להעביר את תהליך התחריט המסורתי המסורתי המשמש ל PCBs במהירות גבוהה של 3G ו- 4G במהירות גבוהה לתהליך תוספת חצי שונה. תהליכים משופרים למחצה אלה יספקו עקבות מדויקים יותר וקירות ישרים יותר.
גם בסיס החומרים מעוצב מחדש. חברות לוח מעגלים מודפסות לומדות חומרים עם קבוע דיאלקטרי נמוך עד 3, מכיוון שחומרים סטנדרטיים עבור PCBs במהירות נמוכה הם בדרך כלל 3.5 עד 5.5. צמיח סיבי זכוכית חזק יותר, חומר אובדן אובדן נמוך יותר ונחושת פרופיל נמוך יהפוך גם לבחירה של PCB במהירות גבוהה עבור אותות דיגיטליים, ובכך יונע אובדן אותות ושיפור שלמות האות.
בעיית מיגון EMI
EMI, Crosstalk וקיבול טפילי הם הבעיות העיקריות של לוחות מעגלים. על מנת להתמודד עם Crosstalk ו- EMI בגלל התדרים האנלוגיים והדיגיטליים בלוח, מומלץ מאוד להפריד בין העקבות. השימוש בלוחות רב שכבתיים יספק צדדיות טובה יותר כדי לקבוע כיצד למקם עקבות במהירות גבוהה כך שהנתיבים של אותות החזר אנלוגי ודיגיטלי יתרחקו זה מזה, תוך שמירה על מעגלי AC ו- DC נפרדים. הוספת מיגון וסינון בעת הצבת רכיבים צריכה גם להפחית את כמות ה- EMI הטבעית ב- PCB.
על מנת להבטיח כי אין פגמים ומעגלים קצרים חמורים או מעגלים פתוחים על פני הנחושת, ישמשו מערכת פיקוח אופטית אוטומטית מתקדמת (AIO) עם פונקציות גבוהות יותר ומטרולוגיה דו מימדית לבדיקת עקבות המוליכים ולמדודן. טכנולוגיות אלה יסייעו ליצרני PCB לחפש סיכוני השפלה של אותות.
אתגרי ניהול תרמי
מהירות אות גבוהה יותר תגרום לזרם דרך ה- PCB לייצר יותר חום. חומרי PCB לחומרים דיאלקטריים ושכבות מצע ליבה יצטרכו להתמודד כראוי במהירויות הגבוהות הנדרשות על ידי טכנולוגיית 5G. אם החומר אינו מספיק, הוא עלול לגרום לעקבות נחושת, קילוף, הצטמקות ועיוות, מכיוון שבעיות אלה יגרמו להתדרדרות של ה- PCB.
על מנת להתמודד עם טמפרטורות גבוהות יותר אלה, היצרנים יצטרכו להתמקד בבחירת החומרים העוסקים במוליכות תרמית ובנושאי מקדם תרמי. יש להשתמש בחומרים עם מוליכות תרמית גבוהה יותר, העברת חום מעולה וקבוע דיאלקטרי עקבי כדי ליצור PCB טוב כדי לספק את כל תכונות ה- 5G הנדרשות ליישום זה.
