1. పరిచయం
1.1 5G విప్లవం మరియు PCB సవాళ్లు
4G LTE వచ్చినప్పటి నుండి ప్రపంచవ్యాప్తంగా 5G వైర్లెస్ టెక్నాలజీ అందుబాటులోకి రావడం టెలికమ్యూనికేషన్ మౌలిక సదుపాయాలలో అత్యంత ముఖ్యమైన పరివర్తనను సూచిస్తుంది. విస్తృత కవరేజ్ కోసం 6 GHz కంటే తక్కువ రెండు విభిన్న ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్లలో మరియు అల్ట్రా-హై కోసం 24 నుండి 77 GHz వరకు మిల్లీమీటర్ వేవ్ (mmWave) ఫ్రీక్వెన్సీలలో పనిచేస్తుంది.
స్పీడ్ డేటా ట్రాన్స్మిషన్ 5G నెట్వర్క్లు ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ (PCB) డిజైన్లో అపూర్వమైన ఖచ్చితత్వాన్ని కోరుతున్నాయి. సాంప్రదాయ PCB అప్లికేషన్ల మాదిరిగా కాకుండా, 5G సిస్టమ్లు సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీలను నిర్వహించాలి, ఇక్కడ మైక్రోస్కోపిక్ డిజైన్ లోపాలు కూడా వినాశకరమైన పనితీరు క్షీణతకు కారణమవుతాయి.
పరిశ్రమ విశ్లేషణ ప్రకారం, 2027 నాటికి ప్రపంచ 5G మౌలిక సదుపాయాల మార్కెట్ $47.7 బిలియన్లకు మించి ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది, దీని వలన అధిక పనితీరు గల PCB పరిష్కారాలకు భారీ డిమాండ్ పెరుగుతుంది. ఈ పెరుగుదల PCB డిజైనర్లకు అవకాశాలు మరియు సవాళ్లు రెండింటినీ సృష్టిస్తుంది, వారు రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద మెటీరియల్ లక్షణాలు, లేయర్ కాన్ఫిగరేషన్ మరియు సిగ్నల్ ప్రవర్తన మధ్య సంక్లిష్ట సంబంధాన్ని నేర్చుకోవాలి. 4G నుండి 5Gకి మారడం కేవలం ఒక క్రమమైన అప్గ్రేడ్ కాదు, దీనికి PCB స్టాక్ అప్ ఆర్కిటెక్చర్ యొక్క ప్రాథమిక పునరాలోచన అవసరం.
చిత్రం 1 – 6 GHz కంటే తక్కువ మరియు mmWave బ్యాండ్లు హైలైట్ చేయబడిన ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రం
1.2 5G పనితీరులో స్టాక్-అప్ డిజైన్ యొక్క కీలక పాత్ర
రాగి పొరలు, విద్యుద్వాహక పదార్థాలు మరియు కోర్ ఉపరితలాల యొక్క జాగ్రత్తగా క్రమబద్ధీకరించబడిన అమరికను PCB పేర్చడం ద్వారా 5G సిగ్నల్ సమగ్రత ఆధారపడి ఉంటుంది. mmWave పౌనఃపున్యాల వద్ద, విద్యుదయస్కాంత శక్తి తక్కువ-పౌనఃపున్యాల అనువర్తనాలకు అలవాటుపడిన డిజైనర్లకు దాదాపు విరుద్ధంగా అనిపించే సూత్రాల ప్రకారం ప్రవర్తిస్తుంది. సిగ్నల్ తరంగదైర్ఘ్యాలు మిల్లీమీటర్ స్కేల్కు కుంచించుకుపోతాయి, దీని వలన
1 GHz వద్ద తక్కువగా ఉండే వయా స్టబ్స్ మరియు ట్రేస్ డిస్కంటిన్యూటీలు వంటి లక్షణాలు 28 GHz వద్ద సిగ్నల్ ప్రతిబింబం మరియు నష్టానికి ప్రధాన వనరులుగా మారతాయి.
సరిగ్గా రూపొందించబడిన 5G PCB స్టాక్-అప్ ఏకకాలంలో బహుళ పోటీ అవసరాలను తీర్చాలి: సిగ్నల్ ప్రతిబింబాలను నిరోధించడానికి నియంత్రిత ఇంపెడెన్స్, సిగ్నల్ బలాన్ని కాపాడటానికి తక్కువ చొప్పించే నష్టం, సర్క్యూట్ల మధ్య క్రాస్స్టాక్ను నిరోధించడానికి ప్రభావవంతమైన విద్యుదయస్కాంత జోక్యం (EMI) షీల్డింగ్ మరియు శక్తి-ఆకలితో ఉన్న RF యాంప్లిఫైయర్ల నుండి వేడిని వెదజల్లడానికి బలమైన ఉష్ణ నిర్వహణ. స్టాక్-అప్ కాన్ఫిగరేషన్ ఈ పారామితులలో ప్రతిదానిపై నేరుగా ప్రభావం చూపుతుంది, ఇది మొత్తం 5G PCB డిజైన్ ప్రక్రియలో ఏకైక అత్యంత కీలకమైన నిర్ణయంగా మారుతుంది.
2. 5G PCB అవసరాలను అర్థం చేసుకోవడం
2.1 5G ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్ మరియు సిగ్నల్ లక్షణాలు
సబ్-6 GHz బ్యాండ్లు: విస్తృత కవరేజ్కు పునాది
600 MHz నుండి 6 GHz వరకు ఫ్రీక్వెన్సీలను కలిగి ఉన్న సబ్-6 GHz స్పెక్ట్రం, 5G యొక్క కవరేజ్ వెన్నెముకను సూచిస్తుంది. ఈ తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలు వైడ్-ఏరియా నెట్వర్క్ విస్తరణకు అవసరమైన ప్రచార లక్షణాలను అందిస్తాయి, mmWave తో పోలిస్తే ఉన్నతమైన భవనం చొచ్చుకుపోవడాన్ని మరియు ఎక్కువ పరిధిని అందిస్తాయి. PCB డిజైన్ దృక్కోణం నుండి, సబ్-6 GHz సిగ్నల్లు 4G LTE కంటే మితమైన సవాళ్లను అందిస్తాయి కానీ mmWave అప్లికేషన్ల కంటే తక్కువ తీవ్రం.
mmWave బ్యాండ్లు (24-77 GHz): అత్యంత ఖచ్చితత్వ అవసరాలు ప్రధానంగా 24 GHz, 28 GHz, 39 GHz, మరియు 77 GHz బ్యాండ్లలో పనిచేసే మిల్లీమీటర్ వేవ్ 5G, PCB టెక్నాలజీని దాని పరిమితులకు నెట్టివేస్తుంది. 28 GHz వద్ద, ఒక సాధారణ రోజర్స్ RO4350B లామినేట్ (Dk = 3.48)లో తరంగదైర్ఘ్యం కేవలం 5.7 mm మాత్రమే కొలుస్తుంది. దీని అర్థం క్వార్టర్ తరంగదైర్ఘ్యం స్టబ్ ఒక క్లిష్టమైన రెసొనెంట్ పొడవు 1.4 mm మాత్రమే ఉంటుంది. సాంప్రదాయ పూత పూసిన త్రూ-హోల్ వయాస్, ఇది సాధారణంగా 2-3 mm స్టబ్లను వదిలివేస్తుంది, సిగ్నల్ సమగ్రతను పూర్తిగా నాశనం చేయగల ముఖ్యమైన పరాన్నజీవి రెసొనేటర్లుగా మారుతుంది.
చిత్రం 2 – భౌతిక కొలతలు చూపించే వివరణాత్మక తరంగదైర్ఘ్య పోలిక
5G స్టాక్-అప్ల కోసం 2.2 కీలక విద్యుత్ పారామితులు
5G PCB పనితీరును అనేక విద్యుత్ పారామితులు నియంత్రిస్తాయి, ప్రతి ఒక్కటి స్టాక్-అప్ డిజైన్ సమయంలో జాగ్రత్తగా పరిశీలించాల్సిన అవసరం ఉంది. డైఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకం (Dk లేదా εr) సిగ్నల్ ప్రచార వేగాన్ని మరియు నియంత్రిత ఇంపెడెన్స్ విలువలను నిర్ణయిస్తుంది. 5G అప్లికేషన్ల కోసం, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఉష్ణోగ్రత రెండింటిలోనూ Dk స్థిరత్వం చాలా ముఖ్యమైనది. ఉష్ణోగ్రత కంటే 5% Dk మారుతున్న పదార్థం ఇంపెడెన్స్ వైవిధ్యాలకు కారణమవుతుంది, ఇది ప్రతిబింబాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఖచ్చితమైన RF సర్క్యూట్లలో సిగ్నల్ సమగ్రతను క్షీణిస్తుంది.
డిస్సిపేషన్ ఫ్యాక్టర్ (Df), దీనిని లాస్ టాంజెంట్ (tan δ) అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది డైఎలెక్ట్రిక్ నష్టాలను అంచనా వేస్తుంది. ప్రామాణిక FR-4 10 GHz వద్ద 0.015-0.020 Df విలువలను ప్రదర్శిస్తుంది, అయితే రోజర్స్ RO3003 వంటి అధిక-పనితీరు గల పదార్థాలు అదే ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద 0.0010 ను సాధిస్తాయి, 15-20x మెరుగుదల.
5G అప్లికేషన్లకు ఇంపెడెన్స్ కంట్రోల్ టాలరెన్స్లు నాటకీయంగా బిగుతుగా ఉంటాయి. చాలా అప్లికేషన్లకు ±10% ఇంపెడెన్స్ టాలరెన్స్ సరిపోతుంది, 5G RF సర్క్యూట్లకు సాధారణంగా ±5% లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కఠినమైన నియంత్రణ అవసరం.
| మెటీరియల్ | విద్యున్నిరోధకం స్థిరాంకం (Dk) | దుర్వ్యయం ఫాక్టర్ (డిఎఫ్) | ఉత్తమ అప్లికేషన్ |
| FR-4 ప్రమాణం | 4.2-4.5 @ 1GHz | 0.015-0.020 | డిజిటల్, సబ్-6 GHz నాన్-క్రిటికల్ |
| రోజర్స్ RO4350B | 3.48 @ 10GHz | 0.0037 | సబ్-6 GHz RF, ఖర్చుతో కూడుకున్న mmWave |
| రోజర్స్ RO3003 | 3.00 @ 10GHz | 0.0010 | అధిక పనితీరు గల mmWave, బేస్ స్టేషన్లు |
| RT/డ్యూరాయిడ్ 5880 | 2.20 @ 10GHz | 0.0009 | అల్ట్రా-తక్కువ నష్టం >20 GHz, దశలవారీ శ్రేణులు |
టేబుల్ 1: 5G PCB అప్లికేషన్ల కోసం హై-ఫ్రీక్వెన్సీ లామినేట్ మెటీరియల్ పోలిక
2.3 భౌతిక మరియు ఉష్ణ అవసరాలు
ఆధునిక RF ట్రాన్స్సీవర్లు, బేస్బ్యాండ్ ప్రాసెసర్లు, పవర్ మేనేజ్మెంట్ సర్క్యూట్లు మరియు అనుబంధ డిజిటల్ ఇంటర్ఫేస్ల యొక్క దట్టమైన రూటింగ్ అవసరాలను తీర్చడానికి 5G PCBలకు సాధారణంగా 10-16 రాగి పొరలు అవసరం. నియంత్రిత ఇంపెడెన్స్ సిగ్నల్ మార్గాలను నిర్వహిస్తూనే 5G సిస్టమ్ ఇంటిగ్రేషన్ డిమాండ్ చేసే కాంపోనెంట్ డెన్సిటీని సాధించడానికి 0.1 mm వ్యాసం కలిగిన మైక్రోవియాలు, బ్లైండ్ మరియు బరీడ్ వయాలు మరియు ఏదైనా-లేయర్ రూటింగ్ను కలిగి ఉన్న హై-డెన్సిటీ ఇంటర్కనెక్ట్ (HDI) సాంకేతికత అవసరం అవుతుంది.
5G డిజైన్లలో థర్మల్ నిర్వహణ గణనీయమైన సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది. బేస్ స్టేషన్ అప్లికేషన్లలో పవర్ యాంప్లిఫైయర్లు 50-100 వాట్లను వెదజల్లగలవు, ఆపరేషన్ సమయంలో 85-100°Cకి చేరుకునే స్థానికీకరించిన హాట్స్పాట్లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ వేడిని బోర్డు ప్రాంతం అంతటా వ్యాప్తి చేయడానికి మరియు దానిని హీట్ సింక్లు లేదా థర్మల్ మేనేజ్మెంట్ సిస్టమ్లకు బదిలీ చేయడానికి PCB సబ్స్ట్రేట్ తగినంత థర్మల్ కండక్టివిటీ (≥1.5 W/m·K) కలిగి ఉండాలి. అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, సాపేక్ష థర్మల్ ఇండెక్స్ (RTI)గా ≥150°Cగా కొలుస్తారు, స్థిరమైన ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో పదార్థ స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.
5G PCBలకు తయారీ సహనాలు గణనీయంగా బిగుతుగా ఉంటాయి. నమోదు ఖచ్చితత్వం రాగి పొరల మధ్య అమరిక ఖచ్చితత్వం ±75 μm (±3 మిల్స్) లేదా mmWave అప్లికేషన్లకు మెరుగ్గా ఉండాలి, సాంప్రదాయ డిజైన్లకు ±150 μmతో పోలిస్తే.
3. 5G స్టాక్-అప్ల కోసం మెటీరియల్ ఎంపిక
3.1 హై-ఫ్రీక్వెన్సీ లామినేట్ మెటీరియల్స్
రోజర్స్ మెటీరియల్స్: RF పనితీరు కోసం పరిశ్రమ ప్రమాణం
రోజర్స్ కార్పొరేషన్ యొక్క హై-ఫ్రీక్వెన్సీ లామినేట్లు 5G PCB అప్లికేషన్లకు వాస్తవ ప్రమాణంగా మారాయి, విస్తృత ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిధులలో స్థిరంగా ఉండే జాగ్రత్తగా రూపొందించబడిన డైఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను అందిస్తున్నాయి. RO4000 సిరీస్, ముఖ్యంగా RO4350B, RF పనితీరు మరియు తయారీ సామర్థ్యం మధ్య అద్భుతమైన సమతుల్యతను కలిగి ఉంది. 3.48 ±0.05 డైఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకం మరియు 10 GHz వద్ద 0.0037 డిస్సిపేషన్ ఫ్యాక్టర్తో, RO4350B ప్రామాణిక FR-4 ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించుకుంటూ, చికిత్సలు లేదా సవరించిన డ్రిల్లింగ్ పారామితుల ద్వారా ప్రత్యేకంగా ఉపయోగించకుండా ఊహించదగిన ఇంపెడెన్స్ నియంత్రణను అందిస్తుంది.
ఇంకా తక్కువ నష్టాన్ని కోరుకునే అప్లికేషన్ల కోసం, RO3000 సిరీస్ అసాధారణమైన పనితీరును అందిస్తుంది. RO3003, దాని సిరామిక్ నిండిన PTFE నిర్మాణంతో, 0.0010 యొక్క Df మరియు 10 MHz నుండి 40 GHz వరకు అసాధారణంగా స్థిరంగా ఉండే 3.00 యొక్క Dk లక్షణాలను సాధిస్తుంది. ఈ పదార్థం బేస్ స్టేషన్ పవర్ యాంప్లిఫైయర్ డిజైన్లలో మరియు ప్రతి పదవ dB ఇన్సర్షన్ నష్టం సిస్టమ్ పనితీరును ప్రభావితం చేసే ఇతర అప్లికేషన్లలో అద్భుతంగా ఉంటుంది. ట్రేడ్-ఆఫ్ అధిక మెటీరియల్ ఖర్చులు (సాధారణంగా 3-5x RO4350B) మరియు మరింత డిమాండ్ ఉన్న ఫ్యాబ్రికేషన్ అవసరాలలో వస్తుంది.
చిత్రం 3 - రాగి రేకు, రెసిన్ వ్యవస్థ మరియు గాజు ఉపబలాన్ని చూపించే రోజర్స్ RO4350B లామినేట్ నిర్మాణం యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ వీక్షణ.
5G అప్లికేషన్లలో 3.2 FR-4: పరిమితులను అర్థం చేసుకోవడం
5G డిజైన్ల యొక్క నిర్దిష్ట భాగాలకు, ముఖ్యంగా డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ విభాగాలు, విద్యుత్ పంపిణీ నెట్వర్క్లు మరియు RF పనితీరు అవసరాలు తక్కువ కఠినంగా ఉండే సబ్-6 GHz అప్లికేషన్లకు ప్రామాణిక FR-4 ఇప్పటికీ ఆచరణీయంగా ఉంది. షెంగీ, పానాసోనిక్ మరియు ITEQ వంటి తయారీదారుల నుండి ఆధునిక అధిక-నాణ్యత FR-4 తగిన రెసిన్ వ్యవస్థలు మరియు గాజు ఉపబలాలను ఉపయోగించినప్పుడు 5 GHz వద్ద 0.012-0.015 Df విలువలను సాధించగలదు.
అనేక ఉప-6 GHz సిగ్నల్ మార్గాలకు ఆమోదయోగ్యమైనది.
అయితే, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద FR-4 యొక్క పరిమితులు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. అధిక-పౌనఃపున్య లామినేట్లకు ±2% తో పోలిస్తే, పదార్థం యొక్క Dk సాధారణంగా ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో (-40°C నుండి +85°C వరకు) ±10% మారుతుంది. ఈ వైవిధ్యం ఇంపెడెన్స్ హెచ్చుతగ్గులుగా మారుతుంది, ఇది హై-స్పీడ్ డిజిటల్ ఇంటర్ఫేస్లలో ప్రతిబింబం-ప్రేరిత బిట్ లోపాలను కలిగిస్తుంది మరియు RF సిస్టమ్ పనితీరును దిగజార్చుతుంది. అదనంగా, FR-4 యొక్క గాజు ఉపబల ప్రభావవంతమైన Dkలో స్థానికీకరించిన వైవిధ్యాలను సృష్టిస్తుంది 'ఫైబర్ వీవ్ ఎఫెక్ట్', ఇది గాజు ఫైబర్ నమూనాకు వాలుగా ఉండే కోణాలలో నడుస్తున్న జాడలకు సమస్యాత్మకంగా మారుతుంది.
3.3 హైబ్రిడ్ స్టాక్-అప్ వ్యూహాలు: పనితీరు మరియు వ్యయాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడం
హై-ఫ్రీక్వెన్సీ లామినేట్లను FR-4తో కలిపే హైబ్రిడ్ స్టాక్-అప్లు సంక్లిష్టమైన 5G డిజైన్లలో పనితీరు మరియు వ్యయాన్ని సమతుల్యం చేయడానికి అద్భుతమైన విధానాన్ని అందిస్తాయి. ప్రధాన వ్యూహం RF సిగ్నల్లు ప్రయాణించే చోట మాత్రమే ఖరీదైన తక్కువ-నష్ట పదార్థాలను ఉంచుతుంది, డిజిటల్ సిగ్నల్లు, పవర్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ మరియు మెకానికల్ మద్దతును మోసే లోపలి పొరల కోసం ఆర్థిక FR-4ను ఉపయోగిస్తుంది. ఒక సాధారణ హైబ్రిడ్ స్టాక్-అప్ బయటి రెండు పొరల కోసం (12-లేయర్ డిజైన్లో L1 మరియు L12) రోజర్స్ RO4350Bని ఉపయోగించవచ్చు, ఇక్కడ RF మైక్రోస్ట్రిప్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్లు ఉంటాయి, FR-4 కోర్లు లోపలి పొరలను కలిగి ఉంటాయి.
చిత్రం 4 - RF సిగ్నల్స్ కోసం రోజర్స్ RO4350B బయటి పొరలను చూపించే 12-పొరల హైబ్రిడ్ స్టాక్-అప్ యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ రేఖాచిత్రం.
4. 5G కోసం లేయర్ కాన్ఫిగరేషన్ వ్యూహాలు
4.1 ప్రాథమిక స్టాక్-అప్ సూత్రాలు
నిర్దిష్ట లేయర్ కాన్ఫిగరేషన్లలోకి ప్రవేశించే ముందు, అన్ని ప్రొఫెషనల్ 5G PCB స్టాక్-అప్ డిజైన్లను అనేక ప్రాథమిక సూత్రాలు నియంత్రిస్తాయి. సిమెట్రీ అత్యంత కీలకమైన తయారీ పరిగణనగా పరిగణించబడుతుంది: లామినేషన్ మరియు థర్మల్ సైక్లింగ్ సమయంలో వార్పేజ్ను నివారించడానికి స్టాక్-అప్ బోర్డు యొక్క సెంటర్లైన్ చుట్టూ బ్యాలెన్స్ చేయబడాలి. దీని అర్థం సెంటర్ ప్లేన్కు ఎదురుగా ఉన్న రాగి బరువులు, కోర్ మందాలు మరియు ప్రీప్రెగ్ గణనలను సరిపోల్చడం. ఒక వైపు రాగి-బరువుగా ఉండే బోర్డు రిఫ్లో టంకం తర్వాత బంగాళాదుంప చిప్ లాగా వంగి ఉంటుంది, ఇది ఖచ్చితమైన RF అసెంబ్లీలకు ఆమోదయోగ్యం కాని ఫలితం.
రిఫరెన్స్ ప్లేన్ అగ్జసెన్సీ కూడా అంతే ముఖ్యమైనది: ప్రతి సిగ్నల్ లేయర్కు అంతరాయం లేని గ్రౌండ్ లేదా పవర్ ప్లేన్ వెంటనే ప్రక్కనే ఉండాలి. ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్లకు అవసరమైన తక్కువ ఇండక్టెన్స్ రిటర్న్ పాత్ను అందిస్తుంది, అదే సమయంలో సిగ్నల్ లేయర్ను జోక్యం నుండి కాపాడుతుంది.
లేయర్ పెయిరింగ్లో సిగ్నల్ లేయర్లను ఫంక్షన్ మరియు విద్యుత్ అవసరాల ఆధారంగా సమూహపరచడం ఉంటుంది. హై-స్పీడ్ డిఫరెన్షియల్ పెయిర్లు ఒకే లేయర్పై రూట్ చేయాలి, లెవల్లలో జతలను విభజించడం కంటే సర్పెంటైన్ రూటింగ్ ద్వారా పొడవు మ్యాచింగ్ సాధించబడుతుంది. RF సిగ్నల్ లేయర్లు సాధారణంగా బయటి లేయర్లను ఆక్రమించుకుంటాయి, అక్కడ వాటిని మైక్రోస్ట్రిప్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్లుగా అమలు చేయవచ్చు, ట్యూనింగ్ మరియు డీబగ్ కోసం సులభమైన యాక్సెస్ను అందిస్తుంది.
4.2 8-లేయర్ స్టాక్-అప్: 5G డిజైన్ల కోసం ఎంట్రీ పాయింట్
8-లేయర్ స్టాక్-అప్ అనేది IoT పరికరాలు, చిన్న సెల్ రేడియోలు లేదా సాధారణ సబ్-6 GHz RF మాడ్యూల్స్ వంటి ప్రాథమిక 5G అప్లికేషన్లకు కనీస ఆచరణాత్మక లేయర్ కౌంట్ను సూచిస్తుంది. అధిక లేయర్ కౌంట్లతో పోలిస్తే పరిమితం అయినప్పటికీ, బాగా రూపొందించబడిన 8-లేయర్ నిర్మాణం జాగ్రత్తగా రూటింగ్ క్రమశిక్షణ మరియు కాంపోనెంట్ ప్లేస్మెంట్తో మధ్యస్తంగా సంక్లిష్టమైన డిజైన్లకు సమర్థవంతంగా మద్దతు ఇస్తుంది.
సిఫార్సు చేయబడిన 8-లేయర్ కాన్ఫిగరేషన్:
∙ లేయర్ 1: RF సిగ్నల్ & క్రిటికల్ హై-స్పీడ్ (మైక్రోస్ట్రిప్, 50Ω)
∙ లేయర్ 2: గ్రౌండ్ ప్లేన్ (ప్రాథమిక RF రిటర్న్ పాత్)
∙ లేయర్ 3: హై-స్పీడ్ డిజిటల్ సిగ్నల్స్ (స్ట్రిప్లైన్, 50Ω లేదా 100Ω డిఫరెన్షియల్) ∙ లేయర్ 4: పవర్ ప్లేన్ (+3.3V, +1.8V స్ప్లిట్)
∙ లేయర్ 5: పవర్ ప్లేన్ (అద్దం: +3.3V, +1.8V స్ప్లిట్)
∙ లేయర్ 6: హై-స్పీడ్ డిజిటల్ సిగ్నల్స్ (స్ట్రిప్లైన్, ఆర్తోగోనల్ నుండి L3 వరకు)
∙ లేయర్ 7: గ్రౌండ్ ప్లేన్ (సెకండరీ రిటర్న్ పాత్)
∙ లేయర్ 8: RF సిగ్నల్ & క్రిటికల్ హై-స్పీడ్ (మైక్రోస్ట్రిప్, 50Ω)
ఈ కాన్ఫిగరేషన్ సమరూపతను అందిస్తుంది (L1-L2-L3-L4 అద్దాలు L8-L7-L6-L5), ప్రతి సిగ్నల్ పొరకు ప్రక్కనే ఉన్న రిఫరెన్స్ ప్లేన్ ఉందని నిర్ధారిస్తుంది మరియు పవర్ ప్లేన్లను మధ్యలో ఉంచుతుంది, అక్కడ వాటి కెపాసిటెన్స్ డీకప్లింగ్కు ఉత్తమంగా ఉపయోగపడుతుంది. సాధారణ డైఎలెక్ట్రిక్ మందాలు ఇలా ఉండవచ్చు: L1-L2 = 6 మిల్స్ (RF కోసం RO4350B), L2-L3 = 8 మిల్స్ (కోర్), L3-L4 = 14 మిల్స్ (ప్రీప్రెగ్), L4-L5 = 20 మిల్స్ (కోర్), L8కి సుష్టంగా ప్రతిబింబించబడతాయి.
4.3 12-లేయర్ స్టాక్-అప్: అధునాతన 5G అప్లికేషన్లు
అధునాతన 5G వ్యవస్థల బేస్ స్టేషన్ మాడ్యూల్స్, భారీ MIMO యాంటెన్నా శ్రేణులు లేదా హై-ఎండ్ స్మార్ట్ఫోన్ల కోసం 12-లేయర్ల స్టాక్-అప్ సరైన ఫలితాలకు అవసరమైన రూటింగ్ సాంద్రత మరియు సిగ్నల్ సమగ్రత పనితీరును అందిస్తుంది. అదనపు పొరలు
RF, డిజిటల్ మరియు పవర్ విభాగాలను పూర్తిగా వేరుచేయడం, అదే సమయంలో ఉన్నతమైన కవచం కోసం బహుళ గ్రౌండ్ ప్లేన్లను అందించడం.
mmWave కోసం ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన 12-లేయర్ కాన్ఫిగరేషన్:
∙ లేయర్ 1: RF సిగ్నల్ లేయర్ A (mmWave యాంటెన్నా ఫీడ్లు, మైక్రోస్ట్రిప్ 50Ω) ∙ లేయర్ 2: గ్రౌండ్ ప్లేన్ A (ప్రాథమిక RF రిటర్న్, 1 oz Cu)
∙ లేయర్ 3: RF సిగ్నల్ లేయర్ B (సెకండరీ RF పాత్లు, స్ట్రిప్లైన్ 50Ω)
∙ లేయర్ 4: గ్రౌండ్ ప్లేన్ B (RF ఐసోలేషన్ మరియు రిటర్న్, 1 oz Cu)
∙ లేయర్ 5: పవర్ ప్లేన్ A (RF పవర్: +5V PA సప్లై, 2 oz Cu)
∙ లేయర్ 6: హై-స్పీడ్ డిజిటల్ (సెర్డెస్, DDR, PCIe స్ట్రిప్లైన్)
∙ లేయర్ 7: హై-స్పీడ్ డిజిటల్ (L6కి ఆర్తోగోనల్ రూటింగ్)
∙ లేయర్ 8: పవర్ ప్లేన్ B (డిజిటల్ పవర్: +3.3V, +1.8V, +1.2V స్ప్లిట్లు, 2 oz Cu) ∙ లేయర్ 9: గ్రౌండ్ ప్లేన్ C (డిజిటల్ రిటర్న్ మరియు షీల్డింగ్, 1 oz Cu)
∙ లేయర్ 10: తక్కువ-వేగ సిగ్నల్స్ & రూటింగ్ (నియంత్రణ, I2C, SPI)
∙ లేయర్ 11: గ్రౌండ్ ప్లేన్ D (ఫైనల్ షీల్డింగ్ లేయర్, 1 oz Cu)
∙ లేయర్ 12: RF సిగ్నల్ లేయర్ C (సెకండరీ RF, కాంపోనెంట్ ప్లేస్మెంట్, మైక్రోస్ట్రిప్ 50Ω) ఈ SGSGPSSPGSGS కాన్ఫిగరేషన్ అసాధారణ పనితీరును అందిస్తుంది: నాలుగు వేర్వేరు గ్రౌండ్ ప్లేన్లు బహుళ షీల్డింగ్ అడ్డంకులను సృష్టిస్తాయి, RF లేయర్లు డిజిటల్ స్విచింగ్ శబ్దం నుండి పూర్తిగా వేరుచేయబడతాయి మరియు L3లోని స్ట్రిప్లైన్ RF రూటింగ్ సున్నితమైన మార్గాలకు అద్భుతమైన షీల్డింగ్ను అందిస్తుంది. స్టాక్-అప్ L6-L7 సెంటర్ ప్లేన్ గురించి సమరూపతను నిర్వహిస్తుంది.
చిత్రం 5 – పొర మందం, రాగి బరువులు మరియు సిగ్నల్/ప్లేన్ను చూపించే 12-పొరల 5G PCB స్టాక్-అప్ యొక్క వివరణాత్మక క్రాస్-సెక్షన్.
5. 5G PCBల కోసం గ్రౌండింగ్ టెక్నిక్స్
5.1 హై-ఫ్రీక్వెన్సీ డిజైన్ కోసం గ్రౌండింగ్ ఫండమెంటల్స్
అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, భూమి కేవలం సున్నా-వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్ పాయింట్ కాదు, కానీ సంక్లిష్టమైన విద్యుదయస్కాంత నిర్మాణం, దీని ప్రవర్తన సిగ్నల్ సమగ్రత పనితీరును ఆధిపత్యం చేస్తుంది. ప్రాథమిక సూత్రం: అధిక-పౌనఃపున్య రిటర్న్ కరెంట్లు వాటి సంబంధిత సిగ్నల్ జాడల క్రింద నేరుగా ప్రవహిస్తాయి, కనీస ఇంపెడెన్స్ మార్గాన్ని అనుసరిస్తాయి. ఈ మార్గం DC నిరోధకతపై ఆధారపడి ఉండదు, కానీ సిగ్నల్ కండక్టర్తో గరిష్ట అయస్కాంత క్షేత్ర సంయోగ ప్రాంతంలో సహజంగా కేంద్రీకృతమయ్యే ఇండక్టెన్స్ రిటర్న్ కరెంట్లపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
mmWave పౌనఃపున్యాల వద్ద స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అంటే రిటర్న్ కరెంట్లు గ్రౌండ్ ప్లేన్ ఉపరితలం యొక్క కొన్ని వందల నానోమీటర్లలో మాత్రమే ప్రవహిస్తాయి. దీని వలన సర్ఫేస్ ఫినిషింగ్ మరియు ఆక్సీకరణ సామర్థ్యం ఆశ్చర్యకరంగా ముఖ్యమైనదిగా మారుతుంది, టార్నిష్డ్ కాపర్ ప్రకాశవంతమైన కాపర్ కంటే ఎక్కువ RF నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ కారణంగా, చాలా మంది డిజైనర్లు నికెల్ పొర ప్రవేశపెట్టే స్వల్ప అదనపు ఇండక్టెన్స్ ఉన్నప్పటికీ, క్లిష్టమైన RF ప్రాంతాలలో గ్రౌండ్ ప్లేన్లపై ENIG (ఎలక్ట్రోలెస్ నికెల్ ఇమ్మర్షన్ గోల్డ్) సర్ఫేస్ ఫినిషింగ్లను పేర్కొంటారు.
5.2 సాలిడ్ గ్రౌండ్ ప్లేన్ ఇంప్లిమెంటేషన్
నిరంతర, విచ్ఛిన్నం కాని గ్రౌండ్ ప్లేన్ ఏదైనా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PCB స్టాక్-అప్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన ఏకైక లక్షణాన్ని సూచిస్తుంది. గ్రౌండ్ ప్లేన్ అనేది రిటర్న్ కరెంట్లు ప్రవహించడానికి సంపూర్ణ మృదువైన సరస్సు ఉపరితలాన్ని అందించడంగా భావించండి, ఏదైనా అడ్డంకి (శూన్యం, స్లాట్, కటౌట్) శక్తిని ప్రసరింపజేసే మరియు సంకేతాలను ప్రతిబింబించే అల్లకల్లోలాన్ని సృష్టిస్తుంది. 5G అప్లికేషన్ల కోసం, గ్రౌండ్ ప్లేన్ సమగ్రత చర్చించదగినది కాదు: ప్రతి గ్రౌండ్ ప్లేన్ కనీస అంతరాయాలతో బోర్డు అంచు నుండి అంచు వరకు విస్తరించి ఉండాలి.
గ్రౌండ్ ప్లేన్ స్ప్లిట్లు అనివార్యమైనప్పుడు, అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ విభాగాలను వేరు చేయడానికి లేదా మౌంటు రంధ్రాల చుట్టూ థర్మల్ రిలీఫ్ను సృష్టించడానికి గ్యాప్ను తగ్గించడానికి స్టిచింగ్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించండి. స్ప్లిట్ వెంట 1-2 అంగుళాల వ్యవధిలో 0.1 μF లేదా అంతకంటే చిన్న కెపాసిటర్లను ఉంచండి, DC ఐసోలేషన్ను కొనసాగిస్తూ RF ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద AC షార్ట్ను అందిస్తుంది. గ్రౌండ్ ప్లేన్ స్ప్లిట్లలో హై-స్పీడ్ లేదా RF సిగ్నల్లను ఎప్పుడూ రూట్ చేయవద్దు; ఒక ట్రేస్ స్ప్లిట్ను దాటవలసి వస్తే, లూప్ ప్రాంతాన్ని తగ్గించడానికి దానిని లంబంగా రూట్ చేయండి మరియు క్రాసింగ్ పాయింట్కు వెంటనే ప్రక్కనే ఉన్న గ్రౌండ్ ద్వారాను జోడించండి.
5.3 కుట్టు మరియు గ్రౌండ్ ఫెన్సింగ్ పద్ధతుల ద్వారా
5G PCB డిజైన్లో పొరల మధ్య గ్రౌండ్ ప్లేన్లను కనెక్ట్ చేయడానికి గ్రౌండింగ్ వియాస్ యొక్క వ్యూహాత్మక ప్లేస్మెంట్ను స్టిచ్ చేయడం ద్వారా అత్యంత కీలకమైన కానీ తరచుగా విస్మరించబడే అంశాలలో ఒకటి. mmWave ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద, చిన్న గ్రౌండ్ కనెక్షన్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ కూడా గణనీయంగా మారుతుంది. 62 మిల్ మందపాటి బోర్డు ద్వారా ఒకే 10 మిల్ వ్యాసం కలిగిన ఇండక్టెన్స్ దాదాపు 0.7 nH ఇండక్టెన్స్ను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది చాలా తక్కువగా కనిపిస్తుంది, కానీ 28 GHz వద్ద ఇది దాదాపు 123 ఓమ్ల ఇంపెడెన్స్ను సూచిస్తుంది, ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ గ్రౌండ్ కనెక్షన్లను తీవ్రంగా క్షీణించడానికి సరిపోతుంది.
ఈ పరిష్కారం శ్రేణుల ద్వారా సమాంతరంగా ఉంటుంది. సమాంతరంగా నాలుగు వియాలను ఉపయోగించడం వలన ప్రభావవంతమైన ఇండక్టెన్స్ దాదాపు 4x తగ్గుతుంది (పరస్పర ఇండక్టెన్స్ ప్రభావాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది), కనెక్షన్ ఇంపెడెన్స్ను మరింత ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలకు తీసుకువస్తుంది. కీలకమైన RF భాగాల కోసం, ప్రతి గ్రౌండ్ పిన్కు వెంటనే ప్రక్కనే 3-4 గ్రౌండ్ వియాలను ఉంచండి, సమీపంలోని వాటికి కనెక్ట్ చేస్తుంది
ఘన గ్రౌండ్ ప్లేన్. ఈ వియాలను కాంపోనెంట్కు వీలైనంత దగ్గరగా ఉంచండి, వయా పొడవుతో పాటు ఇండక్టెన్స్ పెరుగుతుంది, దీనివల్ల చిన్న మార్గాలు తప్పనిసరి.
చిత్రం 6 - చుట్టూ కుట్టు నమూనా ద్వారా చూపబడుతున్న PCB లేఅవుట్ యొక్క పై వీక్షణ
6. 5G స్టాక్-అప్లలో ఇంపెడెన్స్ కంట్రోల్
6.1 నియంత్రిత ఇంపెడెన్స్ ఫండమెంటల్స్
నియంత్రిత ఇంపెడెన్స్ అనేది హై-స్పీడ్ మరియు RF సిగ్నల్ సమగ్రతకు పునాదిని సూచిస్తుంది. సిగ్నల్ యొక్క మూలం, ప్రసార మార్గం మరియు ముగింపు అన్నీ ఒకే లక్షణ ఇంపెడెన్స్ను ప్రదర్శించినప్పుడు, శక్తి మూలం నుండి లోడ్కు ప్రతిబింబాలు లేకుండా పూర్తిగా బదిలీ అవుతుంది. ఇంపెడెన్స్ అసమతుల్యత సిగ్నల్ యొక్క భాగాలను మూలం వైపు తిరిగి ప్రతిబింబించేలా చేస్తుంది, స్టాండింగ్ తరంగాలు, రింగింగ్ మరియు ఇంటర్సింబల్ జోక్యాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఇవి డిజిటల్ సిగ్నల్లను పాడు చేస్తాయి మరియు RF సిస్టమ్ పనితీరును దిగజార్చుతాయి.
5G అప్లికేషన్ల కోసం, 50-ఓం సింగిల్-ఎండ్ ఇంపెడెన్స్ RF మరియు మైక్రోవేవ్ సర్క్యూట్లకు సార్వత్రిక ప్రమాణంగా మారింది. ఈ విలువ కోక్సియల్ కేబుల్లలో పవర్ హ్యాండ్లింగ్ సామర్థ్యం మరియు నష్టం మధ్య ఆప్టిమైజేషన్ నుండి ఉద్భవించింది మరియు మొత్తం RF పర్యావరణ వ్యవస్థ కనెక్టర్లు, పరీక్షా పరికరాలు, భాగాలు 50-ఓం వ్యవస్థలను ఊహిస్తాయి. అధిక
స్పీడ్ డిజిటల్ ఇంటర్ఫేస్లు సాధారణంగా 50-ఓం సింగిల్-ఎండ్ (క్లాక్ల వంటి సింగిల్-ఎండ్ సిగ్నల్ల కోసం) లేదా 100-ఓం డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ (MIPI, PCIe మరియు USB వంటి డిఫరెన్షియల్ జతల కోసం) ఉపయోగిస్తాయి.
6.2 RF సిగ్నల్స్ కోసం మైక్రోస్ట్రిప్ కాన్ఫిగరేషన్
బోర్డు యొక్క బయటి పొరపై సిగ్నల్ ట్రేస్ను మైక్రోస్ట్రిప్ చేయండి, దాని ప్రక్కనే ఉన్న లోపలి పొరపై గ్రౌండ్ ప్లేన్ ఉంటుంది, ఇది RF సర్క్యూట్లకు అత్యంత సాధారణ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ కాన్ఫిగరేషన్ను సూచిస్తుంది.
మైక్రోస్ట్రిప్ యొక్క లక్షణ అవరోధం ట్రేస్ వెడల్పు (W), గ్రౌండ్ ప్లేన్ పైన ఎత్తు (H), రాగి మందం (T) మరియు సబ్స్ట్రేట్ పదార్థం యొక్క విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం (εr) పై ఆధారపడి ఉంటుంది. మొదటి-ఆర్డర్ ఉజ్జాయింపు కోసం, విస్తృత జాడలు మరియు మందమైన విద్యుద్వాహకాలు అవరోధాన్ని పెంచుతాయి, అయితే అధిక విద్యుద్వాహక స్థిరాంకాలు అవరోధాన్ని తగ్గిస్తాయి.
ఉదాహరణ మైక్రోస్ట్రిప్ లెక్కింపు: 5-మిల్ మందం కలిగిన రోజర్స్ RO4350B (εr = 3.48) పై 1 oz రాగితో 50Ω సాధించడానికి సుమారు 11 మిల్ ట్రేస్ వెడల్పు అవసరం. 4-మిల్ డైఎలెక్ట్రిక్ పై అదే ఇంపెడెన్స్ కు డైఎలెక్ట్రిక్ మందానికి సున్నితత్వాన్ని ప్రదర్శించడానికి 8.5 మిల్ వెడల్పు అవసరం.
చిత్రం 7 – మైక్రోస్ట్రిప్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ జ్యామితి యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ రేఖాచిత్రం
6.4 హై-స్పీడ్ ఇంటర్ఫేస్లకు డిఫరెన్షియల్ పెయిర్ ఇంపెడెన్స్
రెండు పరిపూరక సంకేతాల మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ఆధునిక హై-స్పీడ్ డిజిటల్ ఇంటర్ఫేస్లలో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది, ఎందుకంటే అత్యుత్తమ శబ్ద రోగనిరోధక శక్తి మరియు తగ్గిన EMI కారణంగా డిఫరెన్షియల్ సిగ్నలింగ్ డేటాను ప్రసారం చేస్తుంది. డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ (Zdiff) ప్రతి ట్రేస్ (Z0) యొక్క సింగిల్-ఎండ్ ఇంపెడెన్స్ మరియు ట్రేస్ల మధ్య కలపడం రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వదులుగా జతచేయబడిన ట్రేస్ల కోసం, Zdiff ≈ 2 × Z0. ట్రేస్లు దగ్గరగా కదులుతున్నప్పుడు, కలపడం పెరుగుతుంది, ఈ 2:1 నిష్పత్తి కంటే తక్కువ డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ను తగ్గిస్తుంది.
100-ఓం డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ (చాలా హై-స్పీడ్ డిజిటల్ ఇంటర్ఫేస్లకు ప్రమాణం) కోసం, సాధారణ డిజైన్లు 50-ఓం సింగిల్-ఎండ్ ట్రేస్లను కప్లింగ్తో ఉపయోగిస్తాయి, ఇది డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ను 100 ఓమ్లకు తగ్గిస్తుంది. ఎడ్జ్-కపుల్డ్ ట్రేస్లతో మైక్రోస్ట్రిప్లో, 100-ఓం డిఫరెన్షియల్ను సాధించడానికి సాధారణంగా ట్రేస్ వెడల్పులో 1.5-2× ట్రేస్ స్పేసింగ్ అవసరం. టైటర్ స్పేసింగ్ను పెంచుతుంది మరియు డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ను మరింత తగ్గిస్తుంది; విస్తృత స్పేసింగ్ కప్లింగ్ను తగ్గిస్తుంది మరియు డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్ను పెంచుతుంది.
| లేయర్ | ఫంక్షన్ | రకం | Cu బరువు | గణము | మెటీరియల్ |
| L1 | RF సిగ్నల్ | మైక్రోస్ట్రిప్ 50Ω | 9 oz | - | RO4350B |
| L2 | గ్రౌండ్ | ప్లేన్ | 9 oz | 9 మి.మీ. | కోర్ |
| L3 | RF సిగ్నల్ | స్ట్రిప్లైన్ 50Ω | 9 oz | 9 మి.మీ. | ప్రెప్రెగ్ |
| L4 | గ్రౌండ్ | ప్లేన్ | 9 oz | 9 మి.మీ. | కోర్ |
| ... | అనురూప | మిర్రర్ | ... | ... | ... |
పట్టిక 2: పై పొరలను చూపించే 12-పొర 5G స్టాక్-అప్ కాన్ఫిగరేషన్ (పాక్షికం) ఉదాహరణ
7. సిగ్నల్ సమగ్రత పరిగణనలు
5G PCBలలో సిగ్నల్ సమగ్రత అనేది బహుళ పరస్పర సంబంధం ఉన్న దృగ్విషయాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి సరిగ్గా నిర్వహించబడకపోతే సిస్టమ్ పనితీరును దిగజార్చవచ్చు. సిగ్నల్ క్షీణత యొక్క విధానాలను మరియు వాటిని తగ్గించే స్టాక్-అప్ డిజైన్ పద్ధతులను అర్థం చేసుకోవడం ఫంక్షనల్ డిజైన్లను సరైన వాటి నుండి వేరు చేస్తుంది.
7.1 హై-ఫ్రీక్వెన్సీ లాస్ మెకానిజమ్స్
బహుళ భౌతిక ప్రభావాల కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీతో సిగ్నల్ నష్టం నాటకీయంగా పెరుగుతుంది. విద్యుత్ క్షేత్రం RF పౌనఃపున్యాల వద్ద డోలనం చెందుతున్నప్పుడు ఉపరితల పదార్థంలో పరమాణు ధ్రువణత నుండి విద్యుద్వాహక నష్టం పుడుతుంది, పదార్థంలోని ద్విధ్రువాలు క్షేత్రంతో సమలేఖనం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తాయి, శక్తిని వేడిగా వెదజల్లుతాయి. ఈ నష్టం నేరుగా డిస్సిపేషన్ కారకంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది: Df రెట్టింపు చేయడం నష్టాన్ని దాదాపు రెట్టింపు చేస్తుంది. ప్రామాణిక FR-4 (Df ≈ 0.020)లో 28 GHz వద్ద, డైఎలెక్ట్రిక్ నష్టాలు అంగుళానికి 1.5 dB కంటే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు, అయితే రోజర్స్ RO3003 (Df ≈ 0.001) ఒకేలాంటి పరిస్థితులలో అంగుళానికి 0.3 dB కంటే తక్కువ నష్టాలను సాధిస్తుంది. చర్మ ప్రభావం కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క వర్గమూలంతో కండక్టర్ నష్టం పెరుగుతుంది, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రవాహాలు కండక్టర్ ఉపరితలాల దగ్గర కేంద్రీకరించబడతాయి, ప్రభావవంతమైన నిరోధకతను పెంచుతాయి.
7.2 mmWave అప్లికేషన్ల కోసం వయా డిజైన్
వయా స్టబ్స్ అనేది సిగ్నల్ నిష్క్రమించే పొర దాటి విస్తరించి ఉన్న త్రూ-హోల్ వయా యొక్క ఉపయోగించని భాగం, నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యాల వద్ద సంకేతాలను ప్రతిబింబించే ప్రతిధ్వని నిర్మాణాలను సృష్టిస్తుంది. స్టబ్ ఒక షార్ట్-సర్క్యూటెడ్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్గా పనిచేస్తుంది, దీని క్వార్టర్-వేవ్లెంగ్త్ రెసొనెన్స్ గరిష్ట ప్రతిబింబానికి కారణమవుతుంది. 50 మిల్ బోర్డు మందంతో 28 GHz వద్ద, 15 మిల్ స్టబ్ కూడా సమస్యాత్మక ప్రతిధ్వనిని సృష్టించగలదు. పరిష్కారాలలో స్టబ్లను తొలగించడానికి బ్యాక్-డ్రిల్లింగ్ లేదా సిగ్నల్ పొర వద్ద సరిగ్గా ముగిసే బ్లైండ్/బరీడ్ వయాస్లను ఉపయోగించడం వంటివి ఉన్నాయి.
చిత్రం 9 – బ్యాక్ డ్రిల్డ్ PCB ద్వారా
ముగింపు
విజయవంతమైన 5G PCB స్టాక్-అప్ డిజైన్కు బహుళ విభాగాలలో నైపుణ్యం అవసరం, అంటే మెటీరియల్ సైన్స్, విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం, తయారీ ప్రక్రియలు మరియు ఉష్ణ నిర్వహణ. ఈ వ్యాసంలో సమర్పించబడిన మార్గదర్శకాలు మెటీరియల్ ఎంపిక నుండి గ్రౌండింగ్ వ్యూహాల ద్వారా ఇంపెడెన్స్ నియంత్రణ వరకు అధిక
పనితీరు 5G డిజైన్లు.
ప్రధాన ఫలితాలు:
1. మెటీరియల్ ఎంపిక పనితీరు మరియు వ్యయాన్ని నడిపిస్తుంది, అవసరమైన చోట హై-ఫ్రీక్వెన్సీ లామినేట్లను ఉపయోగిస్తుంది, ఇతర చోట్ల FR-4ను ఉపయోగిస్తుంది.
2. సరైన రిఫరెన్స్ ప్లేన్లతో సిమెట్రిక్ స్టాక్-అప్లు చర్చించలేనివి. 3. గ్రౌండ్ ప్లేన్ ఇంటిగ్రిటీ మరియు స్టిచింగ్ ద్వారా mmWave వద్ద సిగ్నల్ ఇంటిగ్రిటీని నిర్ణయిస్తాయి.
4. ఇంపెడెన్స్ నియంత్రణకు ఖచ్చితమైన డైఎలెక్ట్రిక్ మందం నియంత్రణ మరియు ఫీల్డ్ సాల్వర్ ధృవీకరణ అవసరం.
5. మీ PCB తయారీదారుతో ముందస్తు సహకారం ఖరీదైన రెస్పిన్లను నివారిస్తుంది.
5G టెక్నాలజీ అధిక పౌనఃపున్యాలు మరియు ఎక్కువ సంక్లిష్టత వైపు అభివృద్ధి చెందుతున్నందున, ఇక్కడ వివరించిన దశలు మరియు పద్ధతులు ప్రాథమికంగా ఉంటాయి. మీరు మీ మొదటి 5G ఉత్పత్తిని డిజైన్ చేస్తున్నా లేదా ఇప్పటికే ఉన్న ప్లాట్ఫామ్ను ఆప్టిమైజ్ చేస్తున్నా, స్టాక్-అప్ ఆప్టిమైజేషన్లో సమయాన్ని పెట్టుబడి పెట్టడం వల్ల సిస్టమ్ పనితీరు, తయారీ దిగుబడి మరియు మార్కెట్కు సమయం వంటి వాటిలో లాభాలు లభిస్తాయి.
