Az 5G bázisállomás RF egysége felelős az 5G jelek továbbításának, vételének és erősítésének alapvető funkcióiért. Munkakörnyezetének meg kell birkóznia az olyan kihívásokkal, mint a nagyfrekvenciás jelátvitel, a nagy-teljesítményű fűtés és az összetett külső körülmények (például hőmérséklet-ingadozások, páratartalom-változások, elektromágneses interferencia). Az RF egység „jelátviteli vivőjeként” és „komponenshordozó-platformjaként” a PCB kiválasztása közvetlenül befolyásolja az RF egység jelintegritását, hőelvezetési hatékonyságát és hosszú távú megbízhatóságát. Az alábbiakban felvázoljuk az 5G bázisállomás RF egység PCB-jének legfontosabb kiválasztási pontjait öt magdimenzióból a gyakorlati alkalmazási igényekkel való kompatibilitás biztosítása érdekében.
1, Szubsztrát kiválasztása: prioritás a nagy-frekvenciás jelátviteli teljesítmény biztosítása
Az 5G bázisállomások rádiófrekvenciás egységeinek nagy mennyiségű nagy-frekvenciás jelet kell továbbítaniuk, és a hordozó elektromos tulajdonságai közvetlenül meghatározzák a jelátviteli veszteséget és a stabilitást. Kiválasztáskor különös figyelmet kell fordítani az aljzat nagy-frekvenciás alkalmazkodóképességére.
Bár a hagyományos FR-4 hordozók költsége alacsonyabb, nagy-frekvenciás forgatókönyv esetén jelentős jelveszteség és torzulás tapasztalható, ami megnehezíti az 5G RF egységek követelményeinek teljesítését. Elsőbbséget kell adni a kifejezetten magas frekvenciákhoz tervezett hordozók kiválasztásának. Ezek a hordozók hatékonyan csökkenthetik a nagyfrekvenciás jelek dielektromos veszteségét és dielektromos állandó stabilitását a gyanta összetételének és az üvegszál szerkezetének optimalizálásával. Az alacsony dielektromos veszteség csökkentheti a jelek energiafogyasztását az átvitel során, biztosítva, hogy a jelerősség megfeleljen a szabványoknak; A stabil dielektromos állandóval elkerülhetők a környezeti változások (például hőmérséklet-emelkedés) okozta jelátviteli sebesség-ingadozások, biztosítva az 5G jelek szinkronizálását és pontosságát.
Eközben az aljzat termikus stabilitását is alaposan meg kell fontolni. Az 5G RF egységek működése során jelentős mennyiségű hő keletkezik. Ha az aljzat hőtágulási együtthatója túl magas, a tábla könnyen deformálódhat magas hőmérsékleten, ami az alkatrészek forrasztási kötéseinek leesését vagy rövidzárlatot okozhat. Ezért olyan hordozót kell választani, amely alacsony hőtágulási együtthatóval és kiváló magas hőmérsékleti ellenállással rendelkezik, hogy az aljzat megőrizze szerkezeti stabilitását hosszú -magas hőmérsékleti viszonyok között anélkül, hogy befolyásolná az RF egység normál működését.
2, Rézvastagság kiválasztása: alkalmas a nagy teljesítmény és a jelátvitel kettős követelményeire
Az 5G bázisállomások rádiófrekvenciás egységeinek nagy-frekvenciás jeleket kell továbbítaniuk, és bizonyos teljesítményt kell hordozniuk (például teljesítményerősítő modulok aktuális átvitelét). A rézvastagság kiválasztásának egyensúlyban kell lennie a jelátvitel minőségével és az áramellátó kapacitással, hogy elkerülhető legyen a nem megfelelő rézvastagság okozta szűk keresztmetszetek.
A jelátvitel szempontjából a túl vastag rézfólia növelheti a nagy-frekvenciás jelek bőrhatás-veszteségét, ami befolyásolja a jelátvitel hatékonyságát; A vékony rézfólia instabil impedancia miatt jelvisszaverődést vagy áthallást okozhat. A rézvastagság differenciált megválasztására van szükség az RF egységen belüli különböző területek funkcionális követelményei alapján -, például megfelelő hagyományos rézvastagság kiválasztása a nagy-frekvenciás jelátviteli útvonalakhoz az alacsony jelveszteség átvitelének biztosítása érdekében; A teljesítményerősítő modul áramútját megfelelően meg kell növelni a réz vastagságában, hogy növeljük az áramellátó kapacitást, és elkerüljük a rézfólia túlmelegedését és túlzott áram miatti égését.
Emellett a rézfólia tapadási szilárdságára is oda kell figyelni. Az 5G rádiófrekvenciás egység hosszú ideig ki van téve vibrációnak (például enyhe vibrációnak a bázisállomási berendezések működése közben) és hőmérséklet-ciklusnak. Ha a rézfólia nincs szilárdan rögzítve az aljzathoz, a rézfólia könnyen leválhat, ami áramkör megszakadásához vezet. Ezért a kiválasztáskor meg kell erősíteni a rézfólia tapadási teljesítményteszt eredményeit, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az megfelel az 5G bázisállomások hosszú távú{4}}működéséhez szükséges megbízhatósági követelményeknek.
3. Forrasztómaszk kiválasztása: A szigetelésvédelem és a magas{1}}frekvenciás adaptáció kiegyensúlyozása
A forrasztómaszk-rétegnek nemcsak meg kell védenie a PCB-rézfóliát az oxidációtól és a korróziótól, hanem alkalmazkodnia kell az 5G RF egységek magas-frekvenciás környezetéhez is, hogy elkerülje a forrasztómaszk-réteg gyenge teljesítményét, ami befolyásolja a jelátvitelt.
A hagyományos forrasztási ellenállás növelheti a jelátviteli veszteséget, és akár jelinterferenciát is okozhat nagy{0}}frekvenciás forgatókönyvekben a magas dielektromos állandó vagy a túlzott dielektromos veszteség miatt. Olyan nagyfrekvenciás adaptív forrasztóanyagot kell választani, amely jobb dielektromos tulajdonságokkal és hordozókompatibilitási tulajdonságokkal rendelkezik, csökkentheti a nagy-frekvenciás jelekre gyakorolt hatást, és stabil jelátvitelt biztosít. Ugyanakkor a forrasztómaszk réteg hőmérséklet- és időjárásállóságának meg kell felelnie a szabványoknak - Az 5G bázisállomásokat többnyire a szabadban helyezik el, a forrasztómaszk rétegnek pedig ellenállnia kell az összetett környezeteknek, például a magas hőmérsékletnek, alacsony hőmérsékletnek, páratartalomnak és ultraibolya sugárzásnak, hogy elkerülje a repedést, hámlást és a rézfólia által okozott korróziót.
Emellett fontos a forrasztómaszk réteg síksága is. A precíziós rádiófrekvenciás alkatrészeket (például szűrőket és csatolókat) gyakran az RF egységekre forrasztják. Ha a forrasztómaszk felülete egyenetlen, az az alkatrészek instabil forrasztásához vezethet, ami befolyásolja a jelcsatlakozások stabilitását. Kiválasztáskor meg kell erősíteni a bevonási folyamatot és a forrasztómaszk réteg síkosságvizsgálati szabványait, hogy biztosítsák az alkatrészek hegesztési követelményeinek teljesülését.
4, Ügyeljen a hőelvezetési tervezési adaptációra: segítse a hatékony hővezetést
Az 5G bázisállomásokon az RF egység teljesítménysűrűsége működés közben viszonylag magas, ami könnyen nagy mennyiségű hőt termel. Ha a hőt nem lehet időben elvezetni, az az alkatrészek hőmérsékletének növekedéséhez vezet, ami befolyásolja a teljesítményt és az élettartamot. A PCB kiválasztásánál teljes mértékben figyelembe kell venni a hőelvezetési tervezés adaptálását a hatékony hődiffúzió elősegítése érdekében.
Egyrészt speciális szerkezeti hordozók választhatók ki a hőelvezetési követelményeknek megfelelően, például fém alapú PCB-k (például alumínium vagy réz hordozók) használata magas hőtermelő helyeken (például teljesítményerősítő modulok alatt). Ezek az aljzatok kiváló hővezető képességgel rendelkeznek, és az alkatrészek által termelt hőt gyorsan át tudják adni a hőelvezető szerkezeteknek (például hűtőbordáknak és ventilátoroknak), csökkentve ezzel a helyi hőmérsékletet. Ha hagyományos szubsztrátumokat egészében használunk, hővezető átmenőnyílások is hozzáadhatók a nagy hőtermelő területekhez, vagy helyileg vastagított rézrétegek használhatók a hővezetési képesség javítására.
Másrészt a NYÁK elrendezési adaptálhatóságát is figyelembe kell venni. Kiválasztáskor meg kell győződni arról, hogy a NYÁK vastagsága és mérete megfelel-e az RF egység hőelvezető szerkezetének, például, hogy a NYÁK vastagsága megfelel-e a hűtőborda beépítési követelményeinek, és hogy elegendő hőelvezető csatorna van-e fenntartva a PCB tervezése és a hőleadási szerkezet közötti konfliktusok elkerülése érdekében, amelyek befolyásolhatják a hőelvezetés hatékonyságát.
5. Hangsúlyozza a megbízhatóság ellenőrzését: biztosítsa a hosszú távú stabil működést-
Az 5G bázisállomások élettartama általában több év, sőt több mint tíz év, a telepítés utáni karbantartási költségek pedig magasak. Az RF egység nyomtatott áramköri lapjának rendkívül nagy hosszú távú -megbízhatóságnak kell lennie. Kiválasztáskor ügyelni kell a NYÁK megbízhatósági ellenőrzési szabványaira és eredményeire.
Először is meg kell győződni arról, hogy a PCB átment-e szigorú környezeti megbízhatósági teszteken, például magas hőmérsékleten és magas páratartalommal végzett ciklusteszteken, hőmérsékleti sokkteszteken, vibrációs teszteken, sópermet teszteken stb.
Másodszor, nem hagyható figyelmen kívül az elektromos megbízhatóság vizsgálata, mint például a feszültségállóság vizsgálata, a szigetelési ellenállás vizsgálata, a vezetőképesség vizsgálata stb., hogy megbizonyosodjon arról, hogy a PCB elektromos teljesítménye megfelel a szabványoknak, és nincs potenciális kockázat, például rövidzárlat vagy szakadás. Ugyanakkor figyelmet kell fordítani a NYÁK folyamatbiztonságára, például a rétegek közötti kötési szilárdságra, a forrasztási kötések megbízhatóságára stb., hogy elkerüljük az olyan problémákat, mint a rétegek közötti leválás és a forrasztási kötések leválása, amelyeket a folyamathibák okoznak a NYÁK hosszú távú -használata során.