RF-enheten til en 5G-basestasjon er ansvarlig for kjernefunksjonene for å sende, motta og forsterke 5G-signaler. Arbeidsmiljøet må takle utfordringer som høyfrekvent signaloverføring, høy-energioppvarming og komplekse utendørsforhold (som temperatursvingninger, fuktighetsendringer, elektromagnetisk interferens). Som "signaloverføringsbærer" og "komponentbærerplattform" til RF-enheten, påvirker valget av PCB direkte signalintegriteten, varmespredningseffektiviteten og langsiktig-pålitelighet til RF-enheten. Følgende skisserer de viktigste valgpunktene for 5G-basestasjons RF-enhet PCB fra fem kjernedimensjoner for å sikre kompatibilitet med praktiske bruksbehov.
1, Valg av underlag: prioriter å sikre høy-signaloverføringsytelse
RF-enheten til 5G-basestasjoner må overføre en stor mengde høyfrekvente signaler, og de elektriske egenskapene til substratet bestemmer direkte signaloverføringstapet og -stabiliteten. Ved valg bør spesiell oppmerksomhet rettes mot den høye-tilpasningsevnen til underlaget.
Selv om vanlige FR-4-substrater har lavere kostnader, lider de av betydelig signaltap og forvrengning i høy-scenarier, noe som gjør det vanskelig å oppfylle kravene til 5G RF-enheter. Prioritet bør gis til valg av underlag spesielt designet for høye frekvenser. Disse substratene kan effektivt redusere det dielektriske tapet og den dielektriske konstantstabiliteten til høyfrekvente signaler ved å optimalisere harpikssammensetningen og glassfiberstrukturen. Lavt dielektrisk tap kan redusere energiforbruket til signaler under overføring, og sikrer at signalstyrken oppfyller standardene; Stabil dielektrisk konstant kan unngå svingninger i signaloverføringshastighet forårsaket av miljøendringer (som temperaturøkning), og sikrer synkronisering og nøyaktighet av 5G-signaler.
I mellomtiden må den termiske stabiliteten til underlaget også vurderes nøye. Under driften av 5G RF-enheter genereres en betydelig mengde varme. Hvis den termiske ekspansjonskoeffisienten til underlaget er for høy, er det lett for platen å deformeres ved høye temperaturer, noe som kan føre til at loddeforbindelser faller av eller kortslutter. Derfor er det nødvendig å velge et substrat med lav termisk ekspansjonskoeffisient og utmerket høytemperaturmotstand for å sikre at substratet kan opprettholde strukturell stabilitet under langsiktige høye temperaturforhold uten å påvirke normal drift av RF-enheten.
2, Valg av kobbertykkelse: egnet for doble krav til høy effekt og signaloverføring
RF-enheten til 5G-basestasjoner må sende høyfrekvente signaler og bære en viss effekt (for eksempel strømoverføring av effektforsterkningsmoduler). Valget av kobbertykkelse bør balansere signaloverføringskvalitet og strømbærekapasitet for å unngå ytelsesflaskehalser forårsaket av feil kobbertykkelse.
Fra signaloverføringsperspektivet kan for tykk kobberfolie øke tapet av hudeffekten av høyfrekvente signaler, noe som påvirker signaloverføringseffektiviteten; Tynn kobberfolie kan forårsake signalrefleksjon eller krysstale på grunn av ustabil impedans. Det kreves differensiert valg av kobbertykkelse basert på funksjonskravene til forskjellige områder i RF-enheten -, for eksempel ved å velge en passende konvensjonell kobbertykkelse for høy-signaloverføringsveier for å sikre overføring av lavt signaltap; Strømbanen til effektforsterkningsmodulen må økes på passende måte i kobbertykkelse for å øke strømbærekapasiteten og unngå overoppheting og brenning av kobberfolie på grunn av for høy strøm.
I tillegg trenger adhesjonsstyrken til kobberfolie også oppmerksomhet. 5G-radiofrekvensenheten utsettes for vibrasjoner (som for eksempel små vibrasjoner under drift av basestasjonsutstyr) og temperatursvingninger i lang tid. Hvis kobberfolien ikke er godt festet til underlaget, er det lett for kobberfolien å flasse av, noe som fører til kretsbrudd. Derfor, når du velger, er det nødvendig å bekrefte adhesjonstestresultatene for kobberfolien for å sikre at den oppfyller pålitelighetskravene for langsiktig-drift av 5G-basestasjoner.
3, utvalg av loddemaske: Balanserende isolasjonsbeskyttelse og høy-tilpasning
Loddemaskelaget trenger ikke bare å beskytte PCB-kobberfolien mot oksidasjon og korrosjon, men må også tilpasse seg det høye-miljøet til 5G RF-enheter for å unngå dårlig ytelse til loddemaskelaget som påvirker signaloverføringen.
Vanlig loddemotstand kan øke signaloverføringstapet og til og med forårsake signalforstyrrelser i høyfrekvente scenarier på grunn av høy dielektrisk konstant eller for stort dielektrisk tap. Høyfrekvent adaptiv loddemotstand bør velges, som har høyere dielektriske egenskaper og substratkompatibilitet, kan redusere innvirkningen på høyfrekvente signaler og sikre stabil signaloverføring. Samtidig må temperaturmotstanden og værbestandigheten til loddemaskelaget oppfylle standardene -5G basestasjoner er for det meste utplassert utendørs, og loddemaskelaget må tåle komplekse miljøer som høy temperatur, lav temperatur, fuktighet og ultrafiolett stråling for å unngå sprekkdannelse, avskalling og korrosjon av kobberfolieeksponering.
I tillegg er flatheten til loddemaskelaget også viktig. Presisjons-RF-komponenter (som filtre og koblinger) er ofte loddet på RF-enheter. Hvis overflaten på loddemasken er ujevn, kan det føre til ustabil lodding av komponentene, noe som påvirker stabiliteten til signalforbindelsene. Når du velger, er det nødvendig å bekrefte beleggingsprosessen og standardene for flathetstesting av loddemaskelaget for å sikre at komponentsveisekravene oppfylles.
4, Vær oppmerksom på designtilpasning for varmeavledning: bistå med effektiv varmeledning
Effekttettheten til RF-enheten i 5G-basestasjoner er relativt høy under drift, noe som lett kan generere store mengder varme. Hvis varmen ikke kan ledes ut i tide, vil det føre til en økning i komponenttemperaturen, noe som påvirker ytelsen og levetiden. Valget av PCB bør fullt ut vurdere tilpasningen av varmespredningsdesign for å lette effektiv varmespredning.
På den ene siden kan spesielle strukturelle substrater velges i henhold til varmespredningskrav, for eksempel bruk av metallbaserte PCB-er (som aluminium- eller kobbersubstrater) i områder med høy varme (som under effektforsterkningsmoduler). Disse underlagene har utmerket termisk ledningsevne og kan raskt overføre varmen som genereres av komponenter til varmeavledningsstrukturer (som kjøleribber og vifter), og reduserer lokale temperaturer. Hvis konvensjonelle substrater brukes som en helhet, kan termisk ledende vias også legges til i områder med høy varme, eller lokalt fortykkede kobberlag kan brukes for å forbedre varmeledningsevnen.
På den annen side må layouttilpasningsevnen til PCB også vurderes. Ved valg er det nødvendig å bekrefte om tykkelsen og størrelsen på PCB samsvarer med varmeavledningsstrukturen til RF-enheten, for eksempel om PCB-tykkelsen kan oppfylle installasjonskravene til kjøleribben, og om det er reservert tilstrekkelig plass til varmeavledningskanal for å unngå konflikter mellom PCB-design og varmeavledningsstruktur, noe som kan påvirke varmeavledningseffektiviteten.
5, Legg vekt på pålitelighetsverifisering: sikre langsiktig-stabil drift
Levetiden til 5G-basestasjoner er vanligvis flere år eller til og med mer enn ti år, og vedlikeholdskostnadene etter utplassering er høye. RF-enhetens PCB må ha ekstremt høy-pålitelighet på lang sikt. Når du velger, bør det tas hensyn til pålitelighetsverifiseringsstandardene og resultatene til PCB.
For det første er det nødvendig å bekrefte om PCB-en har bestått strenge miljøpålitelighetstester, slik som syklustester ved høy temperatur og høy luftfuktighet, temperatursjoktester, vibrasjonstester, saltspraytester osv.
For det andre kan elektrisk pålitelighetstesting ikke ignoreres, for eksempel tåle spenningstesting, isolasjonsmotstandstesting, konduktivitetstesting, etc., for å sikre at den elektriske ytelsen til PCB oppfyller standardene og det er ingen potensielle risikoer som kortslutning eller åpne kretsløp. Samtidig bør det rettes oppmerksomhet mot prosesspåliteligheten til PCB, slik som bindestyrke mellom lag, pålitelighet av loddeskjøter, osv., for å unngå problemer som avskalling mellom lag og loddeforbindelsesløsning forårsaket av prosessfeil under lang-bruk av PCB.