Çfarë do të thotë kjo për industrinë e PCB-ve me shpejtësi të lartë?
Para së gjithash, gjatë projektimit dhe ndërtimit të pirgjeve të PCB-ve, duhet të kenë përparësi aspektet materiale. PCB-të 5G duhet të plotësojnë të gjitha specifikimet kur mbajnë dhe marrin transmetimin e sinjalit, sigurojnë lidhje elektrike dhe ofrojnë kontroll për funksione specifike. Për më tepër, do të duhet të adresohen sfidat e projektimit të PCB-ve, të tilla si ruajtja e integritetit të sinjalit me shpejtësi më të larta, menaxhimi termik dhe mënyra për të parandaluar ndërhyrjen elektromagnetike (EMI) midis të dhënave dhe pllakave.
Dizajni i bordit të qarkut për marrjen e sinjalit të përzier
Sot, shumica e sistemeve kanë të bëjnë me PCB 4G dhe 3G. Kjo do të thotë që diapazoni i frekuencës së transmetimit dhe marrjes së komponentit është 600 MHz deri në 5,925 GHz dhe kanali i gjerësisë së brezit është 20 MHz, ose 200 kHz për sistemet IoT. Gjatë projektimit të PCB-ve për sistemet e rrjetit 5G, këta komponentë do të kërkojnë frekuenca të valëve milimetrike prej 28 GHz, 30 GHz apo edhe 77 GHz, në varësi të aplikacionit. Për kanalet me gjerësi brezi, sistemet 5G do të përpunojnë 100 MHz nën 6 GHz dhe 400 MHz mbi 6 GHz.
Këto shpejtësi më të larta dhe frekuenca më të larta do të kërkojnë përdorimin e materialeve të përshtatshme në PCB për të kapur dhe transmetuar njëkohësisht sinjale gjithnjë e më të larta pa humbje sinjali dhe EMI. Një problem tjetër është se pajisjet do të bëhen më të lehta, më të lëvizshme dhe më të vogla. Për shkak të kufizimeve strikte të peshës, madhësisë dhe hapësirës, materialet PCB duhet të jenë fleksibël dhe të lehta për të akomoduar të gjitha pajisjet mikroelektronike në tabelën e qarkut.
Për gjurmët e bakrit PCB, duhet të ndiqen gjurmë më të holla dhe kontroll më të rreptë të rezistencës. Procesi tradicional i gravimit zbritës i përdorur për PCB-të me shpejtësi të lartë 3G dhe 4G mund të kalohet në një proces gjysëm shtues të modifikuar. Këto procese të përmirësuara gjysmë-aditiv do të ofrojnë gjurmë më të sakta dhe mure më të drejta.
Po ashtu është duke u ridizajnuar edhe baza materiale. Kompanitë e pllakave të qarkut të printuar po studiojnë materiale me një konstante dielektrike deri në 3, sepse materialet standarde për PCB-të me shpejtësi të ulët janë zakonisht 3.5 deri në 5.5. Gërsheti më i ngushtë i fibrave të xhamit, materiali i humbjes së faktorit më të ulët të humbjes dhe bakri i profilit të ulët do të bëhen gjithashtu zgjedhja e PCB-së me shpejtësi të lartë për sinjalet dixhitale, duke parandaluar kështu humbjen e sinjalit dhe duke përmirësuar integritetin e sinjalit.
Problemi i mbrojtjes së EMI
EMI, ndërlidhja dhe kapaciteti parazitar janë problemet kryesore të bordeve të qarkut. Për t'u marrë me ndërlidhjen dhe EMI për shkak të frekuencave analoge dhe dixhitale në tabelë, rekomandohet fuqimisht të ndahen gjurmët. Përdorimi i pllakave me shumë shtresa do të sigurojë shkathtësi më të mirë për të përcaktuar mënyrën e vendosjes së gjurmëve me shpejtësi të lartë në mënyrë që shtigjet e sinjaleve analoge dhe dixhitale të kthimit të mbahen larg njëra-tjetrës, duke mbajtur të ndara qarqet AC dhe DC. Shtimi i mbrojtjes dhe filtrimit gjatë vendosjes së komponentëve duhet të zvogëlojë gjithashtu sasinë e EMI natyrale në PCB.
Për të siguruar që nuk ka defekte dhe qarqe serioze të shkurtra ose qarqe të hapura në sipërfaqen e bakrit, do të përdoret një sistem i avancuar automatik i inspektimit optik (AIO) me funksione më të larta dhe metrologji 2D për të kontrolluar gjurmët e përcjellësit dhe për t'i matur ato. Këto teknologji do të ndihmojnë prodhuesit e PCB-ve të kërkojnë rreziqe të mundshme të degradimit të sinjalit.
Sfidat e menaxhimit termik
Një shpejtësi më e lartë e sinjalit do të bëjë që rryma përmes PCB-së të gjenerojë më shumë nxehtësi. Materialet PCB për materialet dielektrike dhe shtresat e nënshtresës bazë do të duhet të trajtojnë në mënyrë adekuate shpejtësitë e larta të kërkuara nga teknologjia 5G. Nëse materiali është i pamjaftueshëm, mund të shkaktojë gjurmë bakri, qërim, tkurrje dhe shtrembërim, sepse këto probleme do të bëjnë që PCB të përkeqësohet.
Për të përballuar këto temperatura më të larta, prodhuesit do të duhet të fokusohen në zgjedhjen e materialeve që trajtojnë çështjet e përçueshmërisë termike dhe të koeficientit termik. Materialet me përçueshmëri më të lartë termike, transferim të shkëlqyeshëm të nxehtësisë dhe konstante dielektrike të qëndrueshme duhet të përdoren për të bërë një PCB të mirë për të ofruar të gjitha veçoritë 5G të kërkuara për këtë aplikacion.