Ko tas nozīmē ātrgaitas PCB nozarei?
Pirmkārt, projektējot un konstruējot PCB kaudzes, par prioritāti jāpiešķir materiāliem aspektiem. 5G PCB jāatbilst visām specifikācijām, veicot un saņemot signāla pārraidi, nodrošinot elektriskos savienojumus un nodrošinot kontroli konkrētām funkcijām. Turklāt būs jārisina PCB dizaina problēmas, piemēram, saglabājot signāla integritāti ar lielāku ātrumu, termisko pārvaldību un to, kā novērst elektromagnētiskos traucējumus (EMI) starp datiem un dēļiem.
Jaukts signāla saņemšanas shēmas plates dizains
Mūsdienās lielākajā daļā sistēmu ir saistītas ar 4G un 3G PCB. Tas nozīmē, ka komponenta pārraide un saņemšanas frekvences diapazons ir no 600 MHz līdz 5,925 GHz, un joslas platuma kanāls ir 20 MHz jeb 200 kHz IoT sistēmām. Izstrādājot PCB 5G tīkla sistēmām, šiem komponentiem būs nepieciešami milimetru viļņu frekvences 28 GHz, 30 GHz vai pat 77 GHz, atkarībā no lietojumprogrammas. Joslas platuma kanāliem 5G sistēmas apstrādās 100MHz zem 6 GHz un 400MHz virs 6 GHz.
Šiem lielākiem ātrumiem un augstākām frekvencēm būs jāizmanto piemēroti materiāli PCB, lai vienlaikus uztvertu un pārraidītu zemākus un augstākus signālus bez signāla zuduma un EMI. Vēl viena problēma ir tā, ka ierīces kļūs vieglākas, pārnēsājamākas un mazākas. Stingra svara, lieluma un telpas ierobežojumu dēļ PCB materiāliem jābūt elastīgiem un viegliem, lai pielāgotos visām ķēdes plates mikroelektroniskajām ierīcēm.
PCB vara pēdām jāievēro plānākas pēdas un stingrāka pretestības kontrole. Tradicionālo atņemšanas kodināšanas procesu, ko izmanto 3G un 4G ātrgaitas PCB, var pārslēgt uz modificētu puspiederīgu procesu. Šie uzlabotie daļēji pievienoti procesi nodrošinās precīzākas pēdas un taisnākas sienas.
Arī materiāla bāze tiek pārveidota. Iespiestās shēmas plates uzņēmumi pēta materiālus ar dielektrisko konstanti, kas ir zems 3, jo standarta materiāli zema ātruma PCB parasti ir no 3,5 līdz 5,5. Stingrāks stikla šķiedru pinums, zemāka zudumu faktora zuduma materiāls un zema profila varš arī kļūs par ātrgaitas PCB izvēli digitālajiem signāliem, tādējādi novēršot signāla zudumu un uzlabojot signāla integritāti.
EMI ekranēšanas problēma
EMI, šķērsruna un parazītu kapacitāte ir galvenās ķēžu plates problēmas. Lai tiktu galā ar šķērsrunu un EMI, ņemot vērā analogo un digitālo frekvenci uz tāfeles, ir ļoti ieteicams atdalīt pēdas. Daudzslāņu plates izmantošana nodrošinās labāku daudzpusību, lai noteiktu, kā novietot ātrgaitas pēdas, lai analogo un digitālo atgriešanās signālu ceļi tiktu turēti prom viens no otra, vienlaikus turot AC un DC shēmas atsevišķi. Ekrāna un filtrēšanas pievienošanai, ievietojot komponentus, arī jāsamazina dabisko EMI daudzums uz PCB.
Lai nodrošinātu, ka uz vara virsmas nav defektu un nopietnu īsu ķēžu vai atvērtu ķēžu, vadītāju pēdas un izmērīt tās izmērīt, tiks izmantota uzlabota automātiskā optiskās pārbaudes sistēma (AIO) ar augstākām funkcijām un 2D metroloģiju. Šīs tehnoloģijas palīdzēs PCB ražotājiem meklēt iespējamos signāla sadalīšanās riskus.
Siltuma pārvaldības izaicinājumi
Lielāks signāla ātrums izraisīs strāvu caur PCB lielāku siltumu. PCB materiāliem dielektriskiem materiāliem un serdes substrāta slāņiem būs pienācīgi jātiek galā ar lielo ātrumu, kas vajadzīgs 5G tehnoloģijai. Ja materiāls nav pietiekams, tas var izraisīt vara pēdas, lobīšanos, saraušanos un deformāciju, jo šīs problēmas izraisīs PCB pasliktināšanos.
Lai tiktu galā ar šīm augstākajām temperatūrām, ražotājiem būs jākoncentrējas uz materiālu izvēli, kas pievēršas siltumvadītspējai un termiskās koeficienta problēmām. Materiāli ar augstāku siltumvadītspēju, lielisku siltuma pārnesi un konsekventu dielektrisko konstanti jāizmanto, lai izveidotu labu PCB, lai nodrošinātu visas 5G funkcijas, kas vajadzīgas šai lietojumprogrammai.