PCB是每個(gè)電子產(chǎn)品的核心。它們不僅促進(jìn)組件之間的電氣連接，還可以傳輸各種信號(hào)和電流。隨著5G技術(shù)的發(fā)明，電路板必須滿足哪些材料和設(shè)計(jì)要求？

與4G不同，5G系統(tǒng)的部署將迫使設(shè)計(jì)人員考慮智能手機(jī)，物聯(lián)網(wǎng)和電信設(shè)備的印刷電路板的設(shè)計(jì)。由于 5G 系統(tǒng)需要高傳輸速度、寬帶寬和最小延遲，設(shè)計(jì)人員必須以高精度進(jìn)行以滿足這些要求。

5G 設(shè)計(jì)要求

如果比較和對(duì)比各種網(wǎng)絡(luò)要求，則會(huì)從不同位置獲得分散且相互沖突的信息。全球預(yù)計(jì)到今年年底將增加30億個(gè)移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。5G產(chǎn)品的目標(biāo)是提供10-20倍的數(shù)據(jù)速率 - 幾乎是4G產(chǎn)品每平方公里1000倍的流量和十倍的鏈路。此外，5G 旨在提供 1 毫秒的延遲 – 是 4G 網(wǎng)絡(luò)延遲的 10 倍。

5G系統(tǒng)也將在比4G和3G系統(tǒng)更高的頻率下工作。因此，用于移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電路板必須支持更高的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)速率和頻率。這將把各種信號(hào)設(shè)計(jì)擴(kuò)展到滿負(fù)荷。請(qǐng)記住，4G系統(tǒng)在600MHZ-5.925GHZ的頻率下工作。他們的5G對(duì)應(yīng)物將更高的頻率水平擴(kuò)展到毫米波。

設(shè)計(jì)人員在 5G 網(wǎng)絡(luò)板中創(chuàng)建無(wú)線通信容量時(shí)，還應(yīng)考慮每個(gè)站點(diǎn)的帶寬。4G中的站帶寬為20 MHz，5G產(chǎn)品的站帶寬為100 MHz。現(xiàn)有的IC可以支持5G產(chǎn)品中的拉伸頻率和速度，但電路板材料將顯著決定其性能。

為 5G 系統(tǒng)選擇 PCB 材料

從上面的討論可以看出，5G產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要高頻分?jǐn)?shù)信號(hào)。除了典型的高速設(shè)計(jì)和高頻布局指南外，使用適當(dāng)?shù)腜CB材料可以抑制信號(hào)損失并確保出色的信號(hào)質(zhì)量。由于5G產(chǎn)品使用混合信號(hào)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)阻止模擬和數(shù)字PCB部件之間的電磁干擾，并根據(jù)FCC EMC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)PCB。

為了應(yīng)對(duì)未來(lái)的高需求， PCB基板制造商已開(kāi)始制造與標(biāo)準(zhǔn)FR4材料相比具有低介電常數(shù)的材料。即使頻率更高，這些新的5G材料也比PTFE材料表現(xiàn)出最小的損耗。

5G 產(chǎn)品的電路板需要高速和高頻運(yùn)行的處理器和放大器。您可以使用熱管理來(lái)減少這些組件中的輸出差異。傳熱和熱系數(shù)是5G產(chǎn)品中必不可少的襯底因素。PCB操作產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致溫度升高，從而導(dǎo)致介電性能緩慢降低。

第一個(gè)方面的好處是可以理解的：具有高傳熱能力的材料有效地將溫度傳導(dǎo)遠(yuǎn)離源頭。它是高速和高頻率應(yīng)用的絕佳選擇。另一方面，熱系數(shù)系數(shù)的好處并不明顯。介電常數(shù)變化會(huì)導(dǎo)致沿交叉點(diǎn)分布。在極少數(shù)情況下，高分布會(huì)沿著導(dǎo)線產(chǎn)生信號(hào)回波。

無(wú)論您將使用哪種材料為 5G 應(yīng)用設(shè)計(jì) PCB， 您都必須遵守標(biāo)準(zhǔn)電路板設(shè)計(jì)實(shí)踐，以在整個(gè)交叉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)恒定阻抗。例如，您應(yīng)該使用快速軌道路由RF信號(hào)線的跡線。此外，應(yīng)嚴(yán)格調(diào)節(jié)導(dǎo)體測(cè)量以產(chǎn)生恒定阻抗。您應(yīng)該記住的其他一般PCB設(shè)計(jì)指南是：

應(yīng)用較少的阻焊層： 由于大多數(shù)阻焊層具有高吸水能力， 使用更多的阻焊層會(huì)導(dǎo)致更多的吸濕， 導(dǎo)致高介電損耗。

使用平滑和規(guī)則的跡線：標(biāo)準(zhǔn)集膚深度間接相對(duì)于頻率。因此，它在高頻板上會(huì)很淺。粗糙的表面會(huì)產(chǎn)生粗糙的軌道，從而提高電阻損傷。

使用具有最小 Dk 值的基板：Dk 值隨頻率一致增加。因此，建議選擇Dk值最小的基板。

結(jié)論

PCB設(shè)計(jì)人員和組件制造商必須為即將到來(lái)的5G革命做好準(zhǔn)備。考慮到我們上面討論的要點(diǎn)，它們將走在正確的軌道上，并從對(duì)高頻板和組件的高需求中獲得巨大收益。

審核編輯：郭婷