1. Ro-ràdh
1.1 Ar-a-mach 5G agus Dùbhlain PCB
Tha cur air bhog teicneòlas gun uèir 5G air feadh an t-saoghail a’ riochdachadh an t-atharrachadh as cudromaiche ann am bun-structar cian-chonaltraidh bho thàinig 4G LTE. Ag obrachadh thar dà chòmhlan tricead eadar-dhealaichte fo 6 GHz airson còmhdach farsaing agus triceadan tonn millimeatair (mmWave) eadar 24 agus 77 GHz airson ultra-àrd.
Tha lìonraidhean 5G ag iarraidh cruinneas gun samhail ann an dealbhadh bhòrd cuairte clò-bhuailte (PCB). Eu-coltach ri tagraidhean PCB àbhaisteach, feumaidh siostaman 5G dèiligeadh ri triceadan chomharran far am faod eadhon lochdan dealbhaidh microscopach crìonadh coileanaidh tubaisteach adhbhrachadh.
A rèir mion-sgrùdadh gnìomhachais, thathar an dùil gum bi margaidh bun-structair 5G na cruinne nas àirde na $47.7 billean ro 2027, a’ brosnachadh iarrtas mòr airson fuasglaidhean PCB àrd-choileanaidh. Tha an fhàs seo a’ cruthachadh chothroman agus dhùbhlain dha dealbhadairean PCB a dh’ fheumas a bhith a’ maighstireachd a’ chàirdeis iom-fhillte eadar feartan stuthan, rèiteachadh sreathan, agus giùlan chomharran aig triceadan rèidio. Chan e dìreach ùrachadh mean air mhean a th’ anns an atharrachadh bho 4G gu 5G, tha feum air ath-bheachdachadh bunaiteach air ailtireachd cruachadh PCB.
Figear 1 – speactram tricead le còmhlain fo-6 GHz agus mmWave air an comharrachadh
1.2 Prìomh Dhleastanas Dealbhaidh Cruachaidh ann an Coileanadh 5G
Tha am PCB a’ cruachadh an rèiteachadh faiceallach de shreathan copair, stuthan dielectric, agus bun-stuthan cridhe a’ frithealadh mar am bunait air a bheil ionracas comharran 5G uile an urra. Aig triceadan mmWave, bidh lùth electromagnetic ag obair a rèir phrionnsabalan a tha coltach cha mhòr an aghaidh innleachdas do dhealbhadairean a tha cleachdte ri tagraidhean tricead nas ìsle. Bidh tonnan-tonn comharran a’ crìonadh gu sgèile millimeatair, ga dhèanamh…
Bidh feartan mar stubaichean via agus neo-leantainneachdan lorg nach robh cudromach aig 1 GHz a’ fàs gu bhith nan prìomh thùsan de fhaileas is call comharran aig 28 GHz.
Feumaidh cruach PCB 5G a chaidh a dhealbhadh gu ceart dèiligeadh ri grunn riatanasan farpaiseach aig an aon àm: bacadh fo smachd gus casg a chuir air meòrachadh chomharran, call cuir a-steach ìosal gus neart an t-soidhne a ghleidheadh, dìon eadar-theachd electromagnetic (EMI) èifeachdach gus casg a chuir air crois-labhairt eadar cuairtean, agus riaghladh teirmeach làidir gus teas a sgaoileadh bho amplifiers RF acrach airson cumhachd. Bidh buaidh dhìreach aig rèiteachadh a’ chruach-suas air gach aon de na paramadairean sin, ga fhàgail mar an co-dhùnadh as cudromaiche ann am pròiseas dealbhaidh PCB 5G gu lèir.
2. A’ tuigsinn riatanasan PCB 5G
2.1 Speactram Tricead 5G agus Feartan Comharran
Còmhlain fo-6 GHz: Bunait airson Còmhdach Farsaing
Tha an speactram fo-6 GHz, a’ gabhail a-steach triceadan bho 600 MHz gu 6 GHz, a’ riochdachadh cnàimh-droma còmhdaich 5G. Tha na triceadan nas ìsle seo a’ toirt seachad na feartan sgaoilidh a tha riatanach airson cleachdadh lìonra farsaing, a’ tabhann treàdh thogalaichean nas fheàrr agus raon nas fhaide an taca ri mmWave. Bho shealladh dealbhaidh PCB, tha dùbhlain meadhanach aig comharran fo-6 GHz a tha nas dùbhlanaiche na 4G LTE ach nas lugha anabarrach na tagraidhean mmWave.
Còmhlain Tonn mm (24-77 GHz): Riatanasan Mionaideachd Anabarrach Tha tonn-mìleatair 5G, ag obair sa mhòr-chuid anns na còmhlain 24 GHz, 28 GHz, 39 GHz, agus 77 GHz, a’ putadh teicneòlas PCB gu na crìochan aice. Aig 28 GHz, chan eil tonn-fhaid ann an laminate àbhaisteach Rogers RO4350B (Dk = 3.48) ach 5.7 mm. Tha seo a’ ciallachadh nach eil fad ath-shondach èiginneach aig stub cairteal-tonn-fhaid ach 1.4 mm. Bidh vias tro-tholl traidiseanta le plataichean, a bhios mar as trice a’ fàgail stubaichean 2-3 mm, nan ath-shondairean dìosganach cudromach a dh’ fhaodas ionracas an t-soidhne a sgrios gu tur.
Figear 2 – Coimeas mionaideach tonn-fhaid a’ sealltainn tomhasan fiosaigeach
2.2 Prìomh Pharamadairean Dealain airson Cruachan 5G
Bidh grunn pharaimeatairean dealain a’ riaghladh coileanadh PCB 5G, agus feumaidh gach fear dhiubh beachdachadh gu faiceallach rè dealbhadh cruachadh. Bidh an cunbhalach dielectric (Dk no εr) a’ dearbhadh astar iomadachaidh comharran agus luachan impedance fo smachd. Airson tagraidhean 5G, tha seasmhachd Dk thar tricead agus teòthachd air leth cudromach. Bidh stuth aig a bheil an Dk ag atharrachadh 5% thairis air teòthachd ag adhbhrachadh atharrachaidhean impedance a chruthaicheas meòrachadh agus a lughdaicheas ionracas comharran ann an cuairtean RF mionaideach.
Tha am factar sgaoilidh (Df), ris an canar cuideachd tangent call (tan δ), a’ tomhas call dielectric. Tha luachan Df de 0.015-0.020 aig 10 GHz aig FR-4 àbhaisteach, agus tha stuthan àrd-choileanaidh mar Rogers RO3003 a’ coileanadh 0.0010 aig an aon tricead - leasachadh 15-20x.
Bidh fulangas smachd impedance a’ teannachadh gu mòr airson tagraidhean 5G. Ged a dh’ fhaodadh fulangas impedance ±10% a bhith gu leòr airson mòran thagraidhean, mar as trice bidh feum aig cuairtean RF 5G air smachd ±5% no nas teinne.
| Dùthchasach | Dìleasdail Taisbeanach (Dk) | Dissipation Factor (Df) | Iarrtas as Fheàrr |
| FR-4 àbhaisteach | 4.2-4.5 @ 1GHz | 0.015-0.020 | Didseatach, fo-6 GHz neo-chritigeach |
| Rogers RO4350B | 3.48 @ 10GHz | 0.0037 | RF fo-6 GHz, tonn mm cosg-èifeachdach |
| Rogers RO3003 | 3.00 @ 10GHz | 0.0010 | Stèiseanan bunaiteach mmWave àrd-choileanaidh |
| RT/duroid 5880 | 2.20 @ 10GHz | 0.0009 | Call glè ìosal >20 GHz, sreathan ìreichte |
Clàr 1: Coimeas stuthan laminate àrd-tricead airson tagraidhean PCB 5G
2.3 Riatanasan Fiosaigeach is Teirmeach
Mar as trice bidh feum aig PCBan 5G air 10-16 sreathan copair gus coinneachadh ri riatanasan sligheachaidh dùmhail transceivers RF an latha an-diugh, pròiseasairean bonn-chòmhlain, cuairtean riaghlaidh cumhachd, agus eadar-aghaidhean didseatach co-cheangailte. Tha teicneòlas eadar-cheangail àrd-dùmhlachd (HDI) anns a bheil meanbh-bhiathan cho beag ri 0.1 mm de thrast-thomhas, beàrnan dall is fon talamh, agus sligheachadh sreath sam bith riatanach airson dùmhlachd nam pàirtean a choileanadh a dh’ fheumas amalachadh siostam 5G fhad ‘s a tha slighean comharran impedance fo smachd air an cumail suas.
Tha riaghladh teirmeach a’ cur dùbhlain mhòra ann an dealbhadh 5G. Faodaidh amplifiers cumhachd ann an tagraidhean stèisean bunaiteach 50-100 watt a sgaoileadh, a’ gineadh puingean teth ionadail a ruigeas 85-100°C rè obrachadh. Feumaidh giùlan teirmeach gu leòr (≥1.5 W/m·K) a bhith aig an t-substrate PCB gus an teas seo a sgaoileadh air feadh raon a’ bhùird agus a ghluasad gu sincichean teas no siostaman riaghlaidh teirmeach. Tha strì an aghaidh teòthachd àrd, air a thomhas mar Chlàr-amais Teirmeach Coimeasach (RTI) de ≥150°C, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd stuthan fo chumhachan obrachaidh seasmhach.
Tha fulangas saothrachaidh a’ teannachadh gu mòr airson PCBan 5G. Cruinneas clàraidh feumaidh cruinneas an ailineachaidh eadar sreathan copair ruighinn ±75 μm (±3 mils) no nas fheàrr airson tagraidhean mmWave, an taca ri ±150 μm airson dealbhaidhean àbhaisteach.
3. Taghadh Stuthan airson Cruachan 5G
3.1 Stuthan Laminate Àrd-tricead
Stuthan Rogers: Inbhe Gnìomhachais airson Coileanadh RF
Tha laminates àrd-tricead Rogers Corporation air a bhith mar an ìre àbhaisteach de facto airson tagraidhean PCB 5G, a’ tabhann feartan dielectric air an innleachadh gu faiceallach a tha seasmhach thar raointean tricead is teòthachd farsaing. Tha an t-sreath RO4000, gu sònraichte RO4350B, a’ bualadh cothromachadh sàr-mhath eadar coileanadh RF agus comas saothrachaidh. Le cunbhalach dielectric de 3.48 ± 0.05 agus factar sgaoilidh de 0.0037 aig 10 GHz, tha RO4350B a’ toirt seachad smachd impedance ro-innseach fhad ‘s a tha e a’ cleachdadh dhòighean giullachd FR-4 àbhaisteach gun làimhseachadh sònraichte tro no paramadairean drileadh atharraichte a dhìth.
Airson tagraidhean a dh’ fheumas call eadhon nas ìsle, bheir an t-sreath RO3000 coileanadh air leth. Bidh RO3003, leis an togail PTFE làn ceirmeag aige, a’ coileanadh feartan Df de 0.0010 agus Dk de 3.00 a tha fhathast gu math cunbhalach bho 10 MHz gu 40 GHz. Tha an stuth seo air leth math ann an dealbhadh amplifier cumhachd stèiseanan bunaiteach agus tagraidhean eile far a bheil gach deicheamh cuid de dB de chall cuir a-steach a’ toirt buaidh air coileanadh an t-siostaim. Tha an co-rèiteachadh a’ tighinn ann an cosgaisean stuthan nas àirde (mar as trice 3-5x RO4350B) agus riatanasan saothrachaidh nas dùbhlanaiche.
Figear 3 – Sealladh thar-roinneil de thogail laminate Rogers RO4350B a’ sealltainn foil copair, siostam roisinn, agus neartachadh glainne
3.2 FR-4 ann an Tagraidhean 5G: A’ Tuigsinn nan Cuingealachaidhean
Tha an FR-4 àbhaisteach fhathast obrachail airson pàirtean sònraichte de dhealbhaidhean 5G, gu sònraichte earrannan giullachd chomharran didseatach, lìonraidhean cuairteachaidh cumhachd, agus tagraidhean fo-6 GHz far nach eil riatanasan coileanaidh RF cho teann. Faodaidh FR-4 àrd-inbhe ùr-nodha bho luchd-saothrachaidh mar Shengyi, Panasonic, agus ITEQ luachan Df de 0.012-0.015 a choileanadh aig 5 GHz nuair a bhios iad a’ cleachdadh siostaman roisinn iomchaidh agus neartachaidhean glainne.
iomchaidh airson mòran shlighean comharran fo-6 GHz.
Ach, bidh crìochan FR-4 a’ fàs follaiseach aig triceadan nas àirde. Mar as trice bidh Dk an stuth ag atharrachadh ±10% thar raon teòthachd obrachaidh (-40°C gu +85°C), an taca ri ±2% airson laminates àrd-tricead. Bidh an atharrachadh seo ag eadar-theangachadh gu luaineachdan impedance a dh’ fhaodadh mearachdan bit adhbhrachadh le meòrachadh ann an eadar-aghaidhean didseatach àrd-astar agus coileanadh siostam RF a lughdachadh. A bharrachd air an sin, bidh neartachadh glainne FR-4 a’ cruthachadh atharrachaidhean ionadail ann an Dk èifeachdach - ‘buaidh fighe snàithleach’ - a dh’ fhàsas duilich airson lorgan a tha a’ ruith aig ceàrnan claon ris a’ phàtran snàithleach glainne.
3.3 Ro-innleachdan Cruachaidh Measgaichte: A’ Leasachadh Coileanaidh is Cosgais
Tha cruachan tar-chinealach a tha a’ cothlamadh laminates àrd-tricead le FR-4 a’ tabhann dòigh-obrach air leth airson cothromachadh a dhèanamh air coileanadh agus cosgais ann an dealbhaidhean 5G iom-fhillte. Bidh an ro-innleachd bunaiteach a’ cur stuthan call ìosal daor dìreach far a bheil comharran RF a’ siubhal, agus FR-4 eaconamach ga chleachdadh airson sreathan a-staigh a tha a’ giùlan comharran didseatach, sgaoileadh cumhachd, agus taic meacanaigeach. Dh’ fhaodadh cruach tar-chinealach àbhaisteach Rogers RO4350B a chleachdadh airson an dà shreath a-muigh (L1 agus L12 ann an dealbhadh 12-sreath) far a bheil loidhnichean tar-chuir microstrip RF a’ fuireach, le coraichean FR-4 a’ dèanamh suas na sreathan a-staigh.
Figear 4 – Diagram thar-roinneil de chruach hibrid 12-shreath a’ sealltainn sreathan a-muigh Rogers RO4350B airson comharran RF
4. Ro-innleachdan Rèiteachaidh Sreathan airson 5G
4.1 Prionnsabalan Bunasach Cruachaidh
Mus tèid thu a-steach do rèiteachaidhean sreathan sònraichte, tha grunn phrionnsabalan bunaiteach a’ riaghladh a h-uile dealbhadh cruachadh PCB 5G proifeasanta. Tha co-chothromachd air a mheas mar an rud as cudromaiche airson beachdachadh air saothrachadh: feumar an cruachadh a chothromachadh timcheall air loidhne-mheadhain a’ bhùird gus casg a chuir air lùbadh rè lamination agus cearcall teirmeach. Tha seo a’ ciallachadh a bhith a’ maidseadh cuideaman copair, tighead cridhe, agus àireamhan prepreg air taobhan mu choinneamh a’ phlèana mheadhain. Bidh bòrd aig a bheil tòrr copair air aon taobh a’ lùbadh mar chip buntàta às deidh ath-shruthadh - toradh mì-iomchaidh airson co-chruinneachaidhean RF mionaideach.
Tha dlùth-cheangal plèana iomraidh a cheart cho cudromach: bu chòir plèana talmhainn no cumhachd gun bhriseadh a bhith aig gach sreath chomharran dìreach ri thaobh. Tha seo a’ toirt seachad an t-slighe tilleadh ìosal-inductance a dh’ fheumas comharran àrd-tricead agus aig an aon àm a’ dìon sreath nan comharran bho bhacadh.
Tha paidhreachadh sreathan a’ toirt a-steach sreathan chomharran a bhith air an cruinneachadh a rèir gnìomh agus riatanasan dealain. Bu chòir paidhrichean eadar-dhealaichte aig astar àrd a bhith a’ dol air an aon shreath, le maidseadh faid air a choileanadh tro shlighe serpentine seach a bhith a’ roinn paidhrichean thar sreathan. Mar as trice bidh sreathan comharran RF a’ gabhail thairis sreathan a-muigh far am faodar an cur an gnìomh mar loidhnichean tar-chuir microstrip, a’ toirt cothrom furasta airson gleusadh agus dì-bhugachadh.
4.2 Cruachadh 8-Sreathan: Puing Inntrigidh airson Dealbhaidhean 5G
Tha cruachadh 8-shreathan a’ riochdachadh an àireamh as lugha de shreathan a tha practaigeach airson tagraidhean 5G bunaiteach leithid innealan IoT, rèidiothan cealla beaga, no modalan RF sìmplidh fo-6 GHz. Ged a tha e cuingealaichte an taca ri àireamhan sreathan nas àirde, faodaidh structar 8-shreathan a tha air a dhealbhadh gu math taic a thoirt do dhealbhaidhean meadhanach iom-fhillte gu h-èifeachdach le smachd sligheachaidh faiceallach agus suidheachadh phàirtean.
Rèiteachadh 8-Sreathan a thathar a’ moladh:
∙ Sreath 1: Comharra RF & Àrd-astar èiginneach (microstrip, 50Ω)
∙ Sreath 2: Plèana Talmhainn (prìomh shlighe tilleadh RF)
∙ Sreath 3: Comharran Didseatach Àrd-astar (loidhne-stiall, eadar-dhealachadh 50Ω no 100Ω) ∙ Sreath 4: Plèana Cumhachd (roinn +3.3V, +1.8V)
∙ Sreath 5: Plèana Cumhachd (sgàthanach: +3.3V, sgoltadh +1.8V)
∙ Sreath 6: Comharran Didseatach Àrd-astar (loidhne-stiall, ceart-cheàrnach ri L3)
∙ Sreath 7: Plèana Talmhainn (slighe tilleadh àrd-sgoile)
∙ Sreath 8: Comharra RF & Àrd-astar èiginneach (microstrip, 50Ω)
Tha an rèiteachadh seo a’ toirt seachad co-chothromachd (tha L1-L2-L3-L4 a’ nochdadh L8-L7-L6-L5), a’ dèanamh cinnteach gu bheil plèana iomraidh faisg air làimh aig gach sreath chomharran, agus a’ cur plèanaichean cumhachd sa mheadhan far a bheil an comas aca a’ frithealadh dì-cheangal as fheàrr. Dh’ fhaodadh tigheadan dielectric àbhaisteach a bhith: L1-L2 = 6 mils (RO4350B airson RF), L2-L3 = 8 mils (cridhe), L3-L4 = 14 mils (prepreg), L4-L5 = 20 mils (cridhe), air an nochdadh gu co-chothromach ri L8.
4.3 Cruachadh 12-Sreathan: Tagraidhean 5G Adhartach
Airson modalan stèisean bunaiteach siostaman 5G sòlaimte, sreathan antenna MIMO mòra, no fònaichean sgairteil àrd-inbhe, bheir cruachadh 12-shreath an dùmhlachd sligheachaidh agus coileanadh ionracas comharran a tha a dhìth airson na toraidhean as fheàrr. Leigidh na sreathan a bharrachd le…
aonaranachd iomlan de earrannan RF, didseatach agus cumhachd fhad ‘s a tha iad a’ toirt seachad iomadh plèana talmhainn airson dìon nas fheàrr.
Rèiteachadh 12-shreath air a leasachadh airson mmWave:
∙ Sreath 1: Sreath Comharran RF A (biathadh antenna tonn mm, microstrip 50Ω) ∙ Sreath 2: Plèana Talmhainn A (prìomh thilleadh RF, 1 oz Cu)
∙ Sreath 3: Sreath Comharran RF B (slighean RF àrd-sgoile, loidhne-stiall 50Ω)
∙ Sreath 4: Plèana Talmhainn B (aonaranachd agus tilleadh RF, 1 oz Cu)
∙ Sreath 5: Plèana Cumhachd A (cumhachd RF: solar PA +5V, 2 oz Cu)
∙ Sreath 6: Didseatach Àrd-astar (SerDes, DDR, PCIe stripline)
∙ Sreath 7: Didseatach Àrd-astar (slighe cheart-cheàrnach gu L6)
∙ Sreath 8: Plèana Cumhachd B (Cumhachd didseatach: +3.3V, +1.8V, +1.2V sgoltadh, 2 oz Cu) ∙ Sreath 9: Plèana Talmhainn C (tilleadh didseatach agus dìonadh, 1 oz Cu)
∙ Sreath 10: Comharran is Slighe-stiùiridh aig Astar Ìosal (smachd, I2C, SPI)
∙ Sreath 11: Plèana Talmhainn D (an sreath dìon mu dheireadh, 1 oz Cu)
∙ Sreath 12: Sreath Comharran RF C (RF àrd-sgoile, suidheachadh phàirtean, microstrip 50Ω) Tha an rèiteachadh SGSGPSSPGSGS seo a’ toirt seachad coileanadh air leth: bidh ceithir plèanaichean talmhainn fa leth a’ cruthachadh iomadh bacadh dìon, tha sreathan RF gu tur air an dealachadh bho fhuaim suidsidh didseatach, agus tha sligheadh RF loidhne-stiall air L3 a’ tabhann dìon sàr-mhath airson slighean mothachail. Bidh an cruachadh a’ cumail suas co-chothromachd timcheall air plèana meadhanach L6-L7.
Figear 5 – Earrann-tarsainn mionaideach de chruach PCB 5G 12-shreath a’ sealltainn tighead nan sreathan, cuideaman copair, agus comharra/plèana
5. Dòighean-obrach talmhaidh airson PCBan 5G
5.1 Bun-bheachdan Talmhainn airson Dealbhadh Àrd-Thriuthachd
Aig triceadan àrda, chan e dìreach puing iomraidh neoni-bholtaids a th’ ann an talamh ach structar electromagnetic iom-fhillte aig a bheil giùlan a’ toirt buaidh air coileanadh ionracas an t-soidhne. Am prionnsapal bunaiteach: bidh sruthan tilleadh àrd-tricead a’ sruthadh dìreach fo na lorgan comharran co-cheangailte riutha, a’ leantainn slighe an impedance as ìsle. Chan eil an t-slighe seo an urra ri strì DC ach air sruthan tilleadh inductance a bhios gu nàdarrach a’ dùmhlachadh anns an roinn far a bheil ceangal achaidh magnetach as àirde leis an t-seoltóir comharran.
Tha buaidh a’ chraicinn aig triceadan tonn mm a’ ciallachadh nach eil sruthan tilleadh a’ sruthadh ach anns na beagan cheudan nanometers as àirde de uachdar a’ phlèana talmhainn. Tha seo a’ dèanamh crìoch uachdar agus comas oxidation iongantach cudromach; tha copar truaillidh a’ nochdadh strì an aghaidh RF nas àirde na copar soilleir. Air an adhbhar seo, tha mòran dhealbhadairean a’ sònrachadh crìochnaidhean uachdar ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) air plèanaichean talmhainn ann an raointean RF èiginneach, a dh’ aindeoin an ionduchtachd bheag a bharrachd a bheir an còmhdach nicil a-steach.
5.2 Buileachadh Plèana Talmhainn Chruaidh
’S e plèana talmhainn leantainneach, gun bhriseadh an aon fheart as cudromaiche ann an cruach PCB àrd-tricead sam bith. Smaoinich air a’ phlèana talmhainn mar uachdar locha rèidh foirfe airson sruthan tilleadh sruthadh; cruthaichidh bacadh sam bith (beàrn, sliotan, gearradh a-mach) aimhreit a bhios a’ sgaoileadh lùth agus a’ nochdadh chomharran. Airson tagraidhean 5G, chan eil ionracas a’ phlèana talmhainn do-rèiteachail: bu chòir do gach plèana talmhainn leudachadh bho oir gu oir a’ bhùird le glè bheag de bhriseadh.
Nuair a dh’fhàsas sgoltaidhean plèana talmhainn do-sheachanta, is dòcha gus earrannan analogach is didseatach a sgaradh, no gus faochadh teirmeach a chruthachadh timcheall air tuill sreap, cleachd comasairean fuaigheil gus an beàrn a dhùnadh. Cuir comasairean 0.1 μF no nas lugha aig eadar-amaichean 1-2 òirleach air feadh an t-sgoltaidh, a’ toirt seachad goirid AC aig triceadan RF fhad ‘s a chumas tu aonaranachd DC. Na cuir comharran àrd-astar no RF thairis air sgoltaidhean plèana talmhainn; ma dh’ fheumas lorg a dhol tarsainn air sgoltadh, cuir e ceart-cheàrnach gus an raon lùb a lughdachadh agus cuir tro thalamh ris dìreach ri taobh a’ phuing-tarsainn.
5.3 Dòighean-obrach Fuaigheil Via agus Feansadh Talmhainn
Tha suidheachadh ro-innleachdail vias talmhaidh gus plèanaichean talmhaidh a cheangal eadar sreathan am measg nan taobhan as cudromaiche ach gu tric air an dearmad de dhealbhadh PCB 5G. Aig triceadan mmWave, bidh ionduchtachd eadhon ceangal talmhaidh goirid cudromach. Tha aon via 10 mìle ann an trast-thomhas tro bhòrd 62 mìle de thighead a’ nochdadh timcheall air 0.7 nH de ionduchtachd a tha coltach ri bhith neo-shuntasach, ach aig 28 GHz tha seo a’ riochdachadh bacadh de mu 123 ohms, gu leòr airson ceanglaichean talmhaidh àrd-tricead a mhilleadh gu mòr.
Tha am fuasgladh ann an sreathan via co-shìnte. Le bhith a’ cleachdadh ceithir vias ann an co-shìnte, lùghdaicheas an ionduchtachd èifeachdach mu 4x (a’ toirt aire do bhuaidhean ionduchtachd dha chèile), a’ toirt an impedance ceangail gu ìrean nas iomchaidh. Airson co-phàirtean RF èiginneach, cuir 3-4 vias talmhainn dìreach ri taobh gach prìne talmhainn, a’ ceangal ris an fhear as fhaisge.
plèana talmhainn chruaidh. Cuir na vias seo cho faisg air a’ phàirt ’s as urrainn; bidh an ionduchtachd ag àrdachadh le fad a’ via, agus mar sin tha slighean goirid riatanach.
Figear 6 – Sealladh àrd de chruth PCB a’ sealltainn tro phàtran fuaigheil timcheall
6. Smachd Impedance ann an Cruachan 5G
6.1 Bun-bheachdan Impedance Fo Smachd
Tha bacadh fo smachd a’ riochdachadh bunait ionracas comharran RF aig astar àrd. Nuair a tha an aon bhacadh sònraichte aig stòr, slighe tar-chuir agus crìochnachadh comharra, bidh lùth a’ gluasad gu tur bhon stòr chun luchd gun fhaileasan sam bith. Bidh mì-cho-fhreagarrachd bacadh ag adhbhrachadh gum bi pàirtean den chomharra a’ nochdadh air ais a dh’ionnsaigh an stòr, a’ cruthachadh tonnan seasmhach, glaodhach, agus bacadh eadar-shamhlach a bhios a’ truailleadh comharran didseatach agus a’ lughdachadh coileanadh siostam RF.
Airson tagraidhean 5G, tha impedance aon-cheann 50-ohm air a bhith na inbhe uile-choitcheann airson cuairtean RF agus meanbh-thonn. Thàinig an luach seo bho leasachadh eadar comas làimhseachaidh cumhachd agus call ann an càbaill coaxial, agus tha luchd-ceangail, uidheamachd deuchainn, agus co-phàirtean eag-shiostam RF gu lèir a’ gabhail ris gu bheil siostaman 50-ohm ann. Àrd
Mar as trice bidh eadar-aghaidhean didseatach aig astar luath a’ cleachdadh bacadh singilte 50-ohm (airson comharran singilte leithid clocaichean) no bacadh eadar-dhealaichte 100-ohm (airson paidhrichean eadar-dhealaichte leithid MIPI, PCIe, agus USB).
6.2 Rèiteachadh Microstrip airson Comharran RF
Tha microstiall - lorg comharra air còmhdach a-muigh a’ bhùird le plèana talmhainn air an t-sreath a-staigh ri thaobh - a’ riochdachadh an rèiteachadh loidhne tar-chuir as cumanta airson cuairtean RF.
Tha an impedance àbhaisteach aig microstiall an urra ri leud na lorg (W), àirde os cionn plèana na talmhainn (H), tighead copair (T), agus cunbhalachd dielectric an stuth fo-strat (εr). Airson tuairmse ciad-òrdugh, bidh lorgan nas fharsainge agus dielectrics nas tiugh ag àrdachadh impedance, agus bidh cunbhalachdan dielectric nas àirde a’ lughdachadh impedance.
Eisimpleir de àireamhachadh microstiall: feumaidh leud lorg timcheall air 11 mìle a bhith ann gus 50Ω a choileanadh air Rogers RO4350B 5 mìle de thighead (εr = 3.48) le 1 unnsa copair. Feumaidh an aon bhacadh air dielectric 4 mìle de leud 8.5 mìle a’ sealltainn cho cugallach ‘s a tha e do thiugh dielectric.
Figear 7 – Diagram thar-roinneil de geoimeatraidh loidhne tar-chuir microstrip
6.4 Impedans Pàir Eadar-dhealaichte airson Eadar-aghaidhean Àrd-astar
Tha comharran eadar-dhealaichte a’ sgaoileadh dàta mar an diofar bholtaids eadar dà chomharra co-phàirteach a’ faighinn làmh an uachdair air eadar-aghaidhean didseatach àrd-astar an latha an-diugh air sgàth dìonachd fuaim nas fheàrr agus EMI nas lugha. Tha an impedance eadar-dhealaichte (Zdiff) an urra ri impedance aon-cheann gach lorg (Z0) agus an ceangal eadar na lorgan. Airson lorgan le ceanglaichean sgaoilte, tha Zdiff ≈ 2 × Z0. Mar a bhios lorgan a’ gluasad nas fhaisge air a chèile, bidh an ceangal ag àrdachadh, a’ lughdachadh impedance eadar-dhealaichte fon cho-mheas 2:1 seo.
Airson bacadh eadar-dhealaichte 100-ohm (an inbhe airson a’ mhòr-chuid de eadar-aghaidhean didseatach aig astar luath), bidh dealbhaidhean àbhaisteach a’ cleachdadh lorgan aon-cheann 50-ohm le ceangal a lughdaicheas an bacadh eadar-dhealaichte gu 100 ohms. Ann am microstiall le lorgan ceangailte ri oir, mar as trice bidh feum air astar lorg de 1.5-2 × leud na slighe gus eadar-dhealachadh 100-ohm a choileanadh. Bidh astar nas teinne a’ meudachadh ceangail agus a’ lughdachadh bacadh eadar-dhealaichte tuilleadh; bidh astar nas fharsainge a’ lughdachadh ceangail agus ag àrdachadh bacadh eadar-dhealaichte.
| Layer | Dleastanas | Type | Cuideam Cu | tiughad | Dùthchasach |
| L1 | Comharra RF | Microstiall 50Ω | 0.5 oz | - | RO4350B |
| L2 | Làrach | Plane | 1 oz | 5 mil | prìomh |
| L3 | Comharra RF | Loidhne-stiall 50Ω | 0.5 oz | 6 mil | prepreg |
| L4 | Làrach | Plane | 1 oz | 8 mil | prìomh |
| ... | Co-chothromach | Mirror | ... | ... | ... |
Clàr 2: Eisimpleir de rèiteachadh cruachadh 5G 12-shreath (pàirteach) a’ sealltainn nan sreathan as àirde
7. Beachdachaidhean air Ionracas Comharran
Tha ionracas chomharran ann am PCBan 5G a’ toirt a-steach iomadh rud eadar-cheangailte a dh’ fhaodadh coileanadh siostaim a lughdachadh mura tèid an riaghladh gu ceart. Tha tuigse air na dòighean air lùghdachadh chomharran agus na dòighean dealbhaidh cruachaidh a bhios gan lughdachadh a’ sgaradh dealbhaidhean gnìomhach bho dhealbhaidhean as fheàrr.
7.1 Dòighean-obrach Call Àrd-Thriuthachd
Bidh call chomharran ag àrdachadh gu mòr le tricead air sgàth iomadh buaidh chorporra. Bidh call dielectric ag èirigh bho phoilearachadh moileciuil anns an stuth fo-strat fhad ‘s a bhios an raon dealain a’ crith aig triceadan RF, bidh dipolan anns an stuth a’ feuchainn ri co-thaobhadh ris an raon, a’ sgaoileadh lùth mar theas. Tha an call seo co-cheangailte gu dìreach ris an fhactar sgaoilidh: tha dùblachadh Df a’ dùblachadh call gu ìre mhòr. Aig 28 GHz ann an FR-4 àbhaisteach (Df ≈ 0.020), faodaidh call dielectric a bhith nas àirde na 1.5 dB gach òirleach, agus bidh Rogers RO3003 (Df ≈ 0.001) a’ coileanadh call fo 0.3 dB gach òirleach fo chumhachan co-ionann. Bidh call giùlain ag àrdachadh le freumh ceàrnagach tricead air sgàth buaidh craiceann bidh sruthan àrd-tricead a’ dùmhlachadh faisg air uachdar giùlain, ag àrdachadh an aghaidh èifeachdach.
7.2 Dealbhadh Via airson Tagraidhean Tonn-mm
Stubaichean via Bidh am pàirt nach deach a chleachdadh de via toll-troimhe a tha a’ sìneadh seachad air an t-sreath far a bheil an comharra a’ tighinn a-mach a’ cruthachadh structaran athshondach a bhios a’ meòrachadh chomharran aig triceadan sònraichte. Bidh an stub ag obair mar loidhne-tar-chuir goirid-chuairtichte agus bidh an ath-shondas cairteal-tonn-fhaid aice ag adhbhrachadh an ìre as àirde de mheòrachadh. Aig 28 GHz le tiugh bòrd 50 mìle, faodaidh eadhon stub 15 mìle ath-shondasan duilich a chruthachadh. Am measg nan fuasglaidhean tha drileadh air ais gus stubaichean a thoirt air falbh no a bhith a’ cleachdadh vias dall/tiodhlaichte a thig gu crìch dìreach aig an t-sreath chomharran.
Figear 9 – PCB air a dhrileadh air ais tro
Co-dhùnadh
Feumaidh dealbhadh cruachadh PCB 5G soirbheachail eòlas air iomadh cuspair, i.e. saidheans stuthan, teòiridh electromagnetic, pròiseasan saothrachaidh, agus riaghladh teirmeach. Tha na stiùiridhean a tha air an taisbeanadh san artaigil seo, bho thaghadh stuthan tro ro-innleachdan talmhaidh gu smachd impedance, a’ toirt seachad frèam coileanta airson cruthachadh àrd-inbhe.
dealbhadh coileanaidh 5G.
Am measg nam prìomh thoraidhean tha:
1. Bidh taghadh stuthan a’ stiùireadh coileanadh agus cosgais. Cleachd laminates àrd-tricead far a bheil feum orra, FR-4 ann an àiteachan eile.
2. Chan eil cruachan co-chothromach le plèanaichean iomraidh ceart so-rèiteachail. 3. Bidh ionracas plèana na talmhainn agus fuaigheal tro bhith a’ dearbhadh ionracas an t-soidhne aig mmWave.
4. Tha feum air smachd mionaideach air tighead dielectric agus dearbhadh fuasgladh achaidh airson smachd a chumail air impedance.
5. Bidh co-obrachadh tràth leis an neach-dèanamh PCB agad a’ cur casg air ath-shnìomh cosgail.
Mar a bhios teicneòlas 5G a’ sìor leasachadh a dh’ionnsaigh triceadan nas àirde agus iom-fhillteachd nas motha, bidh na ceumannan agus na modhan a tha air am mìneachadh an seo fhathast bunaiteach. Co-dhiù a tha thu a’ dealbhadh a’ chiad toradh 5G agad no a’ leasachadh àrd-ùrlar a th’ ann mar-thà, bidh tasgadh ùine ann an leasachadh cruachadh a’ pàigheadh dibhe ann an coileanadh siostaim, toradh saothrachaidh, agus ùine gu margaidh.
