Doesfarë do të thotë kjo për industrinë me shpejtësi të lartë PCB?
Para së gjithash, kur hartoni dhe ndërtoni rafte PCB, aspektet materiale duhet të përcaktohen me përparësi. PCB 5G duhet të plotësojnë të gjitha specifikimet kur mbajnë dhe marrin transmetimin e sinjalit, duke siguruar lidhje elektrike dhe duke siguruar kontroll për funksione specifike. Për më tepër, sfidat e projektimit PCB do të duhet të adresohen, të tilla si mirëmbajtja e integritetit të sinjalit me shpejtësi më të larta, menaxhim termik dhe si të parandaloni ndërhyrjen elektromagnetike (EMI) midis të dhënave dhe bordeve.
Dizajni i bordit të qarkut të përzier të 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 në 5.925 GHz, dhe kanali i brezit është 20 MHz, ose 200 kHz për sistemet IoT. Kur projektoni PCB për sistemet e rrjetit 5G, këto përbërës do të kërkojnë frekuenca të valës milimetër prej 28 GHz, 30 GHz apo edhe 77 GHz, në varësi të aplikacionit. Për kanalet e gjerësisë së bandës, 5G Systems do të përpunojë 100MHz nën 6GHz dhe 400MHz mbi 6GHz.
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 më të ulëta dhe më të larta pa humbje të sinjalit 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 të rrepta 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 gjurmët më të holla dhe kontrolli më i rreptë i rezistencës. Procesi tradicional i etching zbritës të përdorur për PCB me shpejtësi të lartë 3G dhe 4G mund të kalohet në një proces gjysmë shtesë të modifikuar. Këto procese të përmirësuara gjysmë additive do të ofrojnë gjurmë më të sakta dhe mure më të ngushta.
Baza e materialit po ridizajnohet gjithashtu. Kompanitë e bordit të qarkut të shtypur po studiojnë materiale me një konstante dielektrike aq të ulëta sa 3, sepse materialet standarde për PCB me shpejtësi të ulët janë zakonisht 3.5 deri në 5.5. Bishtaleca më e fortë e fibrave të qelqit, materiali i humbjes së faktorit të humbjes më të ulët dhe bakri i profilit të ulët gjithashtu do të bëhen zgjedhja e PCB me shpejtësi të lartë për sinjalet dixhitale, duke parandaluar kështu humbjen e sinjalit dhe përmirësimin e integritetit të sinjalit.
Problemi i mbrojtjes së EMI
Kapaciteti EMI, Crosstalk dhe Parazitja janë problemet kryesore të bordeve të qarkut. Për t'u marrë me Crosstalk dhe EMI për shkak të frekuencave analoge dhe dixhitale në tabelë, rekomandohet fuqimisht të ndani gjurmët. Përdorimi i bordeve me shumë shtresa do të sigurojë shkathtësi më të mirë për të përcaktuar se si të vendosni gjurmë me shpejtësi të lartë në mënyrë që shtigjet e sinjaleve të kthimit analog dhe dixhital të mbahen larg njëra-tjetrës, duke i mbajtur të ndara qarqet AC dhe DC. Shtimi i mbrojtjes dhe filtrimit kur vendosja e përbërësve gjithashtu duhet të zvogëlojë 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, një sistem automatik i përparuar i inspektimit optik (AIO) me funksione më të larta dhe metrologji 2D do të përdoret për të kontrolluar gjurmët e përcjellësit dhe për t'i matur ato. Këto teknologji do të ndihmojnë prodhuesit e PCB 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 të gjenerojë më shumë nxehtësi. Materialet PCB për materialet dielektrike dhe shtresat thelbësore të substratit do të duhet të trajtojnë në mënyrë adekuate shpejtësinë e lartë të kërkuar nga teknologjia 5G. Nëse materiali është i pamjaftueshëm, mund të shkaktojë gjurmë bakri, zhvishem, tkurrje dhe shtrëngim, sepse këto probleme do të bëjnë që PCB të përkeqësohet.
Për të përballuar këto temperatura më të larta, prodhuesit do të duhet të përqëndrohen në zgjedhjen e materialeve që adresojnë përçueshmërinë termike dhe çështjet e koeficientit termik. Materialet me përçueshmëri më të lartë termike, transferim të shkëlqyeshëm të nxehtësisë dhe konstantë dielektrike të qëndrueshme duhet të përdoren për të bërë një PCB të mirë për të siguruar të gjitha tiparet 5G të kërkuara për këtë kërkesë.