Projeto de PCB 5G: o futuro das placas de circuito de alta velocidade

À medida que o mundo passa de redes 4G para redes 5G super-rápidas, a necessidade de placas de circuito impresso avançadas é agora mais crítica do que nunca. O PCB 5G tem que lidar com situações de frequência mais alta, o que exige recursos especiais do que a placa de circuito tradicional. Aqui, explicamos os desafios enfrentados pelo design de PCB 5G e as regras que regem seu processo de produção.

O que é um PCB 5G?

5G PCB é um tipo de placa projetada com recursos especiais para garantir o funcionamento ideal dos sistemas de comunicação 5G. A placa 5G possui especificações de nível superior às da placa de circuito impresso tradicional.

Isso inclui sistemas avançados de dissipação de calor, traços otimizados e peças de redução de EMI, entre outros requisitos, como seleção adequada de materiais. Mas o que é 5G em primeiro lugar?

Tecnologia

5G (ou tecnologia de quinta geração) é melhor definido como atualização Redes 4G e o mais recente avanço em sistemas sem fio. As redes 5G operam em frequências extremamente altas – com comprimentos de onda na faixa de mm – e oferecem as taxas de transferência de dados mais altas da atualidade.

Por exemplo, as velocidades 5G podem ir até 20 Gbps, o que ultrapassa as das redes 4G entre 10 e 20 vezes. Mas isso também significa que é necessário hardware especializado para suportar os requisitos mais elevados. Mais notavelmente, isso se refere à necessidade de um tipo exclusivo de placa de circuito chamada PCB 5G.

PCB 5G

O PCB 5G é nomeado por ter recursos projetados exclusivamente para suportar taxas de datação mais altas e níveis de frequência extremamente altos dos sistemas de comunicação 5G. Isso inclui tudo, desde a espessura da placa e suas matérias-primas até o design dos traços de cobre e outras características.

Como tal, devem ser feitas considerações adequadas em todas as fases do processo de produção da placa, especialmente na fase de concepção. A seção abaixo examina os requisitos mais essenciais para o processo de design da placa de circuito 5G.

Projeto de PCB 5G

As redes 5G, sendo os sistemas exigentes que são, requerem placas de circuito impresso especializadas para funcionarem de forma eficaz. PORTANTO, o projeto de PCB 5G é um processo crítico que requer planejamento e conhecimento adequados. Para restringir isso aos detalhes, os projetistas devem garantir o seguinte ao criar um PCB com requisitos 5G.

Substrate

A placa 5G foi projetada para lidar com sinais de alta frequência. Isso significa que muita energia é perdida na forma de calor. Portanto, selecionar um material adequado que possa dissipar o calor é o primeiro requisito ao projetar este tipo de placa de circuito.

Portanto, um substrato com alto condutividade térmica é preferível. Idealmente, isso significa explorar materiais diferentes do FR4 padrão, incluindo substratos flexíveis e não flexíveis.

Além da condutividade térmica, um substrato de PCB 5G deve ter um constante dielétrica valor o mais baixo possível. Isso porque as perdas dielétricas são maiores em frequências mais altas, afetando o desempenho da placa quando utilizada em aplicações 5G.

Traços

O comprimento, largura e espaçamento dos traços devem ser cuidadosamente considerados durante o projeto do PCB 5G. Os traços devem ser feitos o mais curtos possível para minimizar perdas. Sua largura e espaçamento devem ser medidos corretamente para manter a impedância constante e a distorção do sinal baixa.

Além do tamanho e espaçamento das pistas, suas superfícies devem permanecer lisas. Superfícies condutoras irregulares ou irregulares aumentam perdas resistivas causando uma diminuição na velocidade de fase dos sinais da placa de circuito.

Isto, entre outras coisas, significa uma mudança na forma como a placa 5G é fabricada. Por exemplo, o processo subaditivo é recomendado quando o objetivo é manter a geometria e a precisão dos traços de cobre nesses PCBs de alta velocidade.

EMI

EMI, ou interferência eletromagnética completa, é uma grande preocupação quando se trata de placas de circuito impresso 5G. Isso porque com frequências mais altas aumenta os níveis de radiação eletromagnética, e isso pode afetar a integridade dos sinais, levando à perda de dados e outros efeitos.

Durante o processo de design do PCB 5G, medidas de mitigação devem ser tomadas. Isso inclui técnicas adequadas de blindagem EMI, como latas e gaxetas de blindagem, uso de planos de aterramento e posicionamento correto dos componentes. Peças de filtragem EMI também podem ser empregadas.

Regras de design de PCB 5G

Várias regras se aplicam ao projetar e fabricar placas de circuito impresso para uso em sistemas 5G, como antena PCB 5G, amplificador de potência e assim por diante. A mais importante dessas regras, que visa atender às necessidades exclusivas de placas de alta velocidade, inclui o seguinte.

1. Ao projetar uma placa de circuito 5G, certifique-se de que os materiais não se deteriorem rapidamente ou sejam danificados por delaminação ou vestígios de descascamento quando submetidos a altas temperaturas.

2. Use um laminado cuja espessura seja de ¼ a ⅛ da Comprimento de onda da frequência mais alta do PCB 5G específico. Isto evita distorções de sinal que podem ocorrer se o laminado for muito fino ou muito grosso.

3. Máscaras de solda mínimas são recomendadas para o PCB 5G. Isso ocorre porque as máscaras de solda podem atrair umidade em condições de alta umidade.

A umidade excessiva causaria alterações nos valores especificados para a constante dielétrica do substrato e fator de dissipação, levando a um menor desempenho das linhas de transmissão.

4. Além das considerações mencionadas ao projetar uma placa 5G, deve-se dar importância às últimas etapas do seu processo de fabricação.

Por exemplo, devido aos seus requisitos exclusivos, uma placa 5G é melhor inspecionada usando equipamentos automatizados como o AOI. Isso garante sua maior qualidade e ajuda a atender aos maiores requisitos dos produtos de tecnologia 5G.

Conclusão

O PCB 5G é uma placa de circuito especial que requer considerações específicas ao projetá-la ou fabricá-la. Além de seus requisitos exclusivos para sinais de alta velocidade e alta frequência, esse tipo de placa deve ser fabricado dentro das regras do setor para aplicações 5G. Isso significa muito para os fabricantes de PCB e para aqueles que procuram placas de circuito para usar em produtos ou redes 5G.