Що це означає для індустрії високошвидкісних друкованих плат?
Перш за все, при проектуванні та будівництві стеків друкованих плат, матеріальні аспекти повинні бути пріоритетними. Плати 5G мають відповідати всім специфікаціям під час передачі та отримання сигналу, забезпечення електричних з’єднань і керування певними функціями. Крім того, потрібно буде вирішити проблеми, пов’язані з проектуванням друкованої плати, наприклад, підтримувати цілісність сигналу на вищих швидкостях, керувати температурою та як запобігти електромагнітним перешкодам (EMI) між даними та платами.
Конструкція плати прийому змішаного сигналу
Сьогодні більшість систем працюють з платами 4G і 3G. Це означає, що діапазон частот передачі та прийому компонента становить від 600 МГц до 5,925 ГГц, а канал смуги пропускання становить 20 МГц або 200 кГц для систем IoT. При розробці друкованих плат для мережевих систем 5G ці компоненти вимагатимуть міліметрових частот 28 ГГц, 30 ГГц або навіть 77 ГГц, залежно від програми. Для каналів пропускної здатності системи 5G оброблятимуть 100 МГц нижче 6 ГГц і 400 МГц вище 6 ГГц.
Ці вищі швидкості та вищі частоти вимагатимуть використання відповідних матеріалів у друкованій платі для одночасного захоплення та передачі все більш високих сигналів без втрати сигналу та електромагнітних перешкод. Інша проблема полягає в тому, що пристрої стануть легшими, портативнішими та меншими. Через суворі обмеження ваги, розміру та простору матеріали для друкованих плат повинні бути гнучкими та легкими, щоб розмістити всі мікроелектронні пристрої на друкованій платі.
Для мідних доріжок друкованої плати необхідно дотримуватися тонших доріжок і суворішого контролю імпедансу. Традиційний субтрактивний процес травлення, який використовується для високошвидкісних друкованих плат 3G і 4G, можна переключити на модифікований напівадитивний процес. Ці вдосконалені напівадитивні процеси забезпечать більш точні сліди та рівні стіни.
Також переробляється матеріальна база. Компанії з виробництва друкованих плат вивчають матеріали з діелектричною проникністю до 3, оскільки стандартні матеріали для низькошвидкісних друкованих плат зазвичай становлять від 3,5 до 5,5. Більш щільна оплетка зі скловолокна, матеріал із низьким коефіцієнтом втрат і низькопрофільна мідь також стануть вибором високошвидкісної друкованої плати для цифрових сигналів, тим самим запобігаючи втратам сигналу та покращуючи його цілісність.
Проблема екранування від електромагнітних перешкод
EMI, перехресні перешкоди та паразитна ємність є основними проблемами друкованих плат. Щоб усунути перехресні перешкоди та електромагнітні перешкоди через аналогові та цифрові частоти на платі, настійно рекомендується розділяти траси. Використання багатошарових плат забезпечить кращу універсальність для визначення способу розміщення високошвидкісних трас так, щоб шляхи аналогових і цифрових зворотних сигналів були розташовані подалі один від одного, зберігаючи при цьому кола змінного і постійного струму розділеними. Додавання екранування та фільтрації під час розміщення компонентів має також зменшити кількість природних електромагнітних перешкод на друкованій платі.
Щоб переконатися, що на мідній поверхні немає дефектів і серйозних коротких замикань або розривів, для перевірки та вимірювання слідів провідників буде використовуватися передова система автоматичного оптичного контролю (AIO) з більш високими функціями та 2D-метрологією. Ці технології допоможуть виробникам друкованих плат шукати можливі ризики погіршення сигналу.
Проблеми управління температурою
Вища швидкість сигналу змусить струм через друковану плату генерувати більше тепла. Матеріали для друкованих плат для діелектричних матеріалів і шарів основної підкладки повинні будуть адекватно витримувати високі швидкості, необхідні для технології 5G. Якщо матеріалу недостатньо, це може спричинити сліди міді, відшарування, усадку та викривлення, оскільки ці проблеми спричинять погіршення друкованої плати.
Щоб впоратися з цими високими температурами, виробникам потрібно буде зосередитися на виборі матеріалів, які вирішують питання теплопровідності та термічного коефіцієнта. Щоб зробити якісну друковану плату, щоб забезпечити всі функції 5G, необхідні для цього застосування, необхідно використовувати матеріали з вищою теплопровідністю, відмінною теплопередачею та постійною діелектричною проникністю.