Электрондук байланыш өнүмдөрү 1G, 2G жана 3G сыяктуу көптөгөн этаптарды басып өттү. Алар азыр бешинчи муундагы байланыш продуктусунун этабына өтүп жатышат. 5G эң жогорку ылдамдыкка, спектрдин эффективдүүлүгүнө жана убактысына келгенде 4Gге караганда жакшыраак иштешет. ПХБ жана жез менен капталган материалдарда олуттуу өзгөрүүлөр болду. Бул PCB жана жез менен капталган материалдар боюнча жаңы талаптарды алып келди. 

Бул макала 5G байланыш терминалдарынын көз карашынан башталып, PCB технологиясын, жез менен капталган ламинат технологиясын, жогорку жана төмөнкү агымдагы айнек кездемени, чайырды жана PCB индустриясында маалымдама берүү үчүн башка техникалык талаптарды сунуштайт.

5G негизги техникалык көрсөткүчтөрү

5G технологиясы бардыгына мобилдик интернет тажрыйбасынан ырахат алууга мүмкүнчүлүк берет. Алар көптөгөн техникалык кыйынчылыктарды жеңүүгө туура келет. Бул маселелерди чечүү көптөгөн технологиялык өркүндөтүүгө жана ачылыштарга алып келет.

5G доорунда көптөгөн MIMO антенналары болот. Массивдуу MIMO антенналарындагы бул өзгөртүү күчөткүчтүн жалпы күчүн жогорулатат, бул кубаттуулуктун эффективдүүлүгүн талап кылат. Энергиянын эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн кубаттуулукту күчөткүчтү камтыган тактанын жоготууларын азайтуунун жолдорун табуу маанилүү.

ПХБ тактасынын татаалдыгы да радиациялык бирдиктердин көбөйүшүнө байланыштуу көбөйөт. Көп катмарлуу ПХБ тактасынын антенналары салттуу эки тараптуу ПХБ антенналарына караганда колдонууда татаалыраак.

PCB талаптары жана 5G байланыш түзүлүштөрүнүн техникалык кыйынчылыктары

5G PCB үчүн техникалык талаптар

Байланыш продуктуларын миниатюризациялоо тенденциясына жана алардын кубаттуулугун жогорулатууга байланыштуу алдыңкы дизайн мейкиндиги катуу кысылып калды. Байланыш чиптерин өндүрүүчүлөр чакан көлөмдөгү, жогорку кубаттуулуктагы өнүмдөрдүн талаптарын канааттандыруу үчүн жогорку ылдамдыктагы IC түзүүгө аргасыз болушат. Бирок ылдамдык жогорулаган сайын сигналдын бүтүндүгү үчүн жооптуу инженерлерге жасалган басым азайбайт, тескерисинче күчөйт. Жогорку ставкадагы продукцияны ишке ашыруу азыраак из менен мумкун. 

Бирок, жогорулаган чен сигналдын сапатына катуу талаптарды алып келет жана чектер кичирейип баратат. 10Gbps ылдамдыгы бар сигнал үчүн UI 100ps бит-эни болушу мүмкүн. Бирок, 25 Гбит/сек ылдамдыктагы сигнал 40 сек бит туурасына гана ээ. Бул каналдагы ар бир шилтеме маржа санынын ар бир ps жетүү үчүн оптималдаштырылган болушу керек дегенди билдирет.

Бул Айдоочу ICтен Кабылдагычка чейин жогорку ылдамдыктагы түзмөк үчүн толук шилтеме диаграммасы. Бул IC пакеттөө, субкарта PCB дизайн жана backplane PCB камтыйт. Бардык каналдардын сапатына кепилдик берүү үчүн PCB эне платасын туура иштеп чыгуу жана иштетүү маанилүү.

Бешинчи муундагы мобилдик байланыш продуктусу катары 5G көптөгөн жаңы технологияларды колдонот. Бирок, ал алып жүрүүчү катары PCBсиз кыла албайт. ПХБ талаптары, айрыкча субстрат материалдарына, ПХБ иштетүү технологиясына жана жер үстүндөгү кайра иштетүүгө көбөйүүдө. Талаптар абдан жогору.

5G байланыш түзүлүштөрүнүн иштөө жыштыгы өсүп жаткандыктан, PCB өндүрүш процессине жаңы талаптар коюлууда. Микрострип линиялары, негиздүү пландуу толкун өткөргүч схемалары жана миллиметрдик толкун үчүн көп катмарлуу ПХБлар адатта эң сырткы катмарда жайгашкан. Миллиметрдик толкун диапазону микротолкундуу талаадагы эң жогорку жыштык болуп саналат жана PCB тактыгына талап жыштык менен жогорулайт.

5G жана 4G PCB иштетүү мүмкүнчүлүктөрүн салыштыруу

Сырткы көрүнүшүн көзөмөлдөө талаптары:  Негизги аймактарда микротилкеде кемчиликтерге жол берилбейт. Себеби жогорку жыштыктагы линиялар токту эмес, тескерисинче, жогорку жыштыктагы электр импульстарын өткөрөт. Жогорку жыштыктагы өткөргүчтөрдө чуңкурларга жана боштуктарга жол берилбейт.

Бурчтун курчтугун көзөмөлдөө: Антеннанын пайда болушун, багытын жана турган толкунун жакшыртуу үчүн резонанстык жыштыктын жогорку жыштыктарга өтүшүнө жол бербеңиз, антеннанын дизайнындагы чекти көбөйтүңүз, бурчтун курчтугун катуу көзөмөлгө алуу керек, мисалы башкаруу (EA), мисалы ≤ 20um же 30um.

112G бир каналдуу жогорку ылдамдыктагы өнүмдөр үчүн Dk жана Df төмөндөтүү жана чайыр, айнек кездеме жана жез фольгада жаңы технологияларды колдонуу керек. PCB арткы бургулоо так болушу керек, ал эми жоондукка сабырдуулукту көзөмөлдөө жана кичинекей тешикчелердин өлчөмү ж.б.

HDI Жогорку тыгыздык технологиясы Колдонмо:  Бул экинчи даражадагы АӨИ тиркемесин, көп ламинациялоо технологиясын, асимметриялык дизайнды, 0.15 ммдей тешиктерди, 0.20 мм бийик тыгыздыктагы дубал аралыктарды жана системанын ар кандай материалдарынын аралаш басымдагы басымын камтыйт.

5G PCB Technology Challenge

5G чиптери үчүн ПХБдагы тешиктердин аралыгы азайтылышы керек. Тешик дубалынын аралыгы 0.20 мм, апертуранын диаметри 0.15 мм ашпоого тийиш. Бул жогорку тыгыздыктагы дизайн CCL материалдары, PCB иштетүү технологиялары жана башка факторлор үчүн көптөгөн кыйынчылыктарды жаратат.

Диафрагма 0.15 мм жана максималдуу 20: 1 аспектиси менен бургулоодо ийненин сынуу көйгөйлөрүн чечүү, ПХБ менен каптоо жана жезсиз дубалдын пропорциясынын мүмкүнчүлүктөрүн жакшыртуу маанилүү.

Ширетүүчү жайды көтөрүүгө болот

Сигналдын жоготууларын азайтуу үчүн, жогорку ылдамдыктагы материалдардын шакекчелери мүмкүн болушунча аз болушу керек, 5.0 миль жана 3.0 миль ортосунда. Бирок, жез фольгасынын жогорку ылдамдыктагы материалдагы чайыр менен байланышуу күчү кадимки FR4 материалдарынан азыраак. Температуралык стресстен улам ПХБ кайра аккан же толкун менен ширетилгенде, жаздык ийриши мүмкүн, же беттик РП жарака кетет. 

Solution:  Шакектер барган сайын кичирейе берет. чайырдын суюктугун жана ламинациянын параметрлерин оптималдаштыруу, тактанын ийилиши жана PP катмарынын жаракалышы сыяктуу кемчиликтерди азайтуу үчүн маанилүү.

байланыштуу:

Жогорку жыштыктагы жана жогорку ылдамдыктагы 5g PCB такталары үчүн кандай материалдар колдонулат?

5G байланышы үчүн жогорку ылдамдыктагы жана төмөнкү жыштыктагы жез менен капталган ламинаттарды талап кылат.

5G байланыш өнүмдөрү тезирээк жана жогорку жыштыктагы болушу керек. Жогорку жыштыктагы жана жогорку ылдамдыктагы сигналдар өткөрүү линиясынын жоготууларына, импеданстарына жана кечигүү ырааттуулугуна негизделет. 

PCB субстрат материалдары үчүн Dk/Df төмөн болушу керек. Df мааниси канчалык чоң болсо, гистерезис ошончолук байкалат. Өнөр жайдагы ПХБ жез менен капталган ламиналар үчүн изилдөө очоктору негизинен Low Dk/Df жана Low CTE жана өнүгүү жогорку жылуулук өткөргүчтүк материалга багытталган.

Төмөнкү жоготуу жез капталган ламинат материал талаптар

Жакынкы 3-5 жыл ичинде 5G баарлашуусунун интернети массалык түрдө чыгарылып, 6G нерселердин интернети боюнча алдын ала изилдөө иштери башталат. Бул аз жоготуу Df жана диэлектрдик туруктуу Dk, ошондой эле жогорку ишенимдүүлүк жана төмөнкү CTE көздөй жылыш үчүн жогорку ылдамдыктагы жез менен капталган ламинат технологиясын талап кылат. Параллельде, негизинен чайырдан, айнек кездемеден жана толтургучтардан, ошондой эле жез фольгасынан жасалган жез капталган ламинаттарды да ушул багытта енуктуруу керек.

Төмөн жоготуу чайыр материалдар

Салттуу FR4 эпоксиддик системасы 5G байланыш талаптарына жооп бере албайт. Жез менен капталган ламинат Dk/Df чайыр Dk/Df кичирээк болушу керек. Чайыр системасы акырындык менен гибриддик чайырларга же PTFE материалдарына карай жылат. 

5G жогорку ылдамдыктагы жана жогорку жыштыктагы байланыш өнүмдөрүнүн PCB калыңдыгы барган сайын жогорулоодо, апертура кичирейип баратат жана PCB аспектинин катышы чоңураак болот. Бул жез менен капталган ламинат чайырын азыраак жоготууларды талап кылат. Жоготуу азайса да, тешик дубалын бөлүү же тешик бөлүү мүмкүн эмес. 

Аз жоготуу жана аз кеңейүү айнек кездеме технологиясы

5G байланыш өнүмдөрүнүн жана 100x100 мм микросхемалардын талаптарына жооп берүү үчүн жез менен капталган көз айнек кездемесинин Dk/Df көлөмүн азайтуу керек. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, эгерде CTE өтө жогору болсо, PCBA монтаждоо же ширетүү учурунда ширетүүчү муундардын крекинги сыяктуу кемчиликтер пайда болушу мүмкүн. Төмөн CTE жогорку ылдамдыктагы жез менен капталган ламиналар үчүн CTE 3.0ppm/℃ төмөн болушу керек.

Бул талапты канааттандыруу үчүн айнек кездеме чийки айнек буласынын формуласын жана чийүү процессин өзгөртүү жолу менен төмөнкү CTE менен даярдалышы керек.

Медиа калыңдыгынын туруктуулугу

Мүнөздүү импеданска диэлектрдик катмарлардын бирдейлиги, флуктуациясы жана курамы таасир этет. 106, 1080, 2116 жана 1035 чайырлардан жасалган диэлектрдик катмарлардын мүнөздүү импеданс маанилери, калыңдыгы бирдей болсо да, бардыгы ар түрдүү. ПХБдагы ар бир диэлектрдик катмарда мүнөздүү импеданстар ар кандай экенин түшүнүү оңой. Мүнөздүү импеданс баалуулуктарынын термелүүсүн азайтуу үчүн ичке жалпак була кездемесин же айнек стеклокон кездемесин колдонуу маанилүү. жогорку ылдамдыктагы жана жогорку жыштыктагы санариптик сигнал берүү PCBs. Материалдын Dk диапазонунда жана диэлектриктин калыңдыгынын бирдейлиги сакталууга тийиш. Dk маанисин 0.5 чегинде сактоону унутпаңыз.

Жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк менен жез капталган ламинат

Жылуулук диссипациясы схеманын эффективдүүлүгүнүн көз карашынан температуранын жогорулашына баа берүүнү камтыйт. Симуляциялар көрсөткөндөй, температуранын жогорулашын азайтуу үчүн жылуулук өткөрүмдүүлүктүн жогорку ыкмасын колдонуу Df азайтууга караганда натыйжалуураак. Бул жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жылмакай жез фольга бети менен материалды тандоо маанилүү болуп саналат. Бул миллиметр-толкун жыштык тилкесинде иштеген схемалар тарабынан пайда болгон жылуулукту азайтууга жардам берет. 

Жалпысынан алганда, жез капталган ламинаттоочу такталарды өндүрүүчүлөр жылуулук өткөргүч толтургучтарды кошуу менен жылуулук өткөрүмдүүлүктү жакшыртышат. Өтө көп жылуулук өткөргүч толтургучтарды кошуу PCB бургулоону, электропландоону жана өндүрүштүн түшүмүн кыйындатат. Ал 5G жана 6G байланыш түзүлүштөрү талап кылган жылуулукту тарата алышы керек. Жез-капталган ламинат өндүрүүчүлөр жылуулук өткөрүмдүүлүк >=0.8Вт/мК талаптарын канааттандыруу үчүн жаңы формулаларды изилдөөгө милдеттүү. 

Жогорку ишенимдүүлүк менен жез капталган ламинат

5G байланыш түзмөктөрү барган сайын интеграцияланууда. PCB тыгыздыгы 0.55 ммден 0.35 ммге чейин кыскарган. Бир тактай HDI PCB калыңдыгы 3.0 ммден 5.0 ммге чейин көбөйдү. MOT талабы 130degCден 150degCге чейин көбөйтүлдү, ал эми жез менен капталган ламинация эми ысыкка, ошондой эле CAF га туруктуу болушу керек.

Жыйынтык:

5G тармагы чоң өзгөрүүлөрдү көрдү, анын ичинде эң жогорку ылдамдык, спектрдин эффективдүүлүгү жана кечигүү. PCB жана IC жогорку интеграцияланган, жогорку кубаттуулукка ээ, берилген аймакта көбүрөөк компоненттерди туташтырат жана жогорку тыгыздыктагы дизайнды колдонушат. PCB жез менен капталган материалдар үчүн кыйынчылык бар. Бул колдонмо 5G байланышы үчүн жогорку ылдамдыктагы жез менен капталган ламинациялардын жана ПХБлардын талаптарын изилдейт. Бул 5G PCB өндүрүшүндө сизге жардам берет деп үмүттөнөбүз.