高速PCBへの5Gテクノロジーの課題

これは、高速PCB業界にとって何を意味しますか?
まず第一に、PCBスタックを設計および構築する場合、材料の側面を優先する必要があります。 5G PCBは、信号伝送を運び、受信し、電気接続を提供し、特定の機能の制御を提供するときに、すべての仕様を満たす必要があります。さらに、高速での信号の完全性を維持する、熱管理、データとボード間の電磁干渉(EMI)を防ぐ方法など、PCBの設計上の課題に対処する必要があります。

混合信号受信回路基板の設計
今日、ほとんどのシステムは4Gおよび3G PCBを扱っています。これは、コンポーネントの送信および受信周波数範囲が600 MHz〜5.925 GHzであり、帯域幅チャネルは20 MHz、またはIoTシステムの200 kHzであることを意味します。 5Gネットワ​​ークシステム用のPCBを設計する場合、これらのコンポーネントは、アプリケーションに応じて、28 GHz、30 GHz、さらには77 GHzのミリ波周波数を必要とします。帯域幅チャネルの場合、5Gシステムは6GHz未満100MHz、6GHzを超える400MHzを処理します。

これらの高速とより高い周波数は、信号損失とEMIなしで低い信号を同時にキャプチャおよび送信するために、PCBで適切な材料を使用する必要があります。もう1つの問題は、デバイスがより軽く、よりポータブルで、より小さくなることです。重量、サイズ、およびスペースの制約により、PCB材料は、回路基板上のすべてのマイクロエレクトロニックデバイスに対応するために柔軟で軽量でなければなりません。

PCB銅の痕跡の場合、薄いトレースとより厳格なインピーダンス制御に従う必要があります。 3Gおよび4Gの高速PCBに使用される従来の減算エッチングプロセスは、修正された半additiveプロセスに切り替えることができます。これらの改善された半補助プロセスは、より正確な痕跡とまっすぐな壁を提供します。

材料ベースも再設計されています。低速PCBの標準材料は通常3.5〜5.5であるため、印刷回路基板会社は3という低い誘電率で材料を研究しています。ガラス繊維の編組、低い損失因子損失材料、低プロファイルの銅も、デジタル信号用の高速PCBの選択となり、信号損失を防ぎ、信号の完全性を改善します。

EMIシールドの問題
EMI、クロストーク、および寄生虫容量が回路基板の主な問題です。ボード上のアナログおよびデジタル周波数のためにクロストークとEMIに対処するために、トレースを分離することを強くお勧めします。多層ボードを使用すると、ACとDCの回路を分離しながら、アナログとデジタルのリターン信号のパスが互いに遠ざかるように、高速トレースを配置する方法を決定するためのより良い汎用性が提供されます。コンポーネントを配置するときにシールドとフィルタリングを追加すると、PCB上の天然EMIの量も減る必要があります。

銅表面に欠陥や深刻な短絡やオープンサーキットがないことを確認するために、より高い機能と2Dメトロロジーを備えた高度な自動光学検査システム(AIO)を使用して、導体の痕跡をチェックして測定します。これらのテクノロジーは、PCBメーカーが信号の劣化リスクの可能性を探すのに役立ちます。

 

熱管理の課題
信号速度が高いと、PCBを介して電流がより多くの熱を生成します。誘電体材料およびコア基板層用のPCB材料は、5Gテクノロジーに必要な高速を適切に処理する必要があります。材料が不十分な場合、銅の痕跡、剥離、収縮、反りを引き起こす可能性があります。これらの問題はPCBが悪化するためです。

これらのより高い温度に対処するために、製造業者は熱伝導率と熱係数の問題に対処する材料の選択に焦点を当てる必要があります。より高い熱伝導率、優れた熱伝達、一貫した誘電率を持つ材料を使用して、このアプリケーションに必要なすべての5G機能を提供するために優れたPCBを作成する必要があります。


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