PCB之所以重要,不僅因?yàn)樗试S各種組件之間的電氣連接,還因?yàn)樗休d數(shù)字和模擬信號(hào)、高頻數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)和電源線。隨著5G技術(shù)的引入,PCB線路板需要滿足哪些新的需求和要求?與4G相比,即將大規(guī)模部署的5G 網(wǎng)絡(luò)將迫使設(shè)計(jì)人員重新思考用于移動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)和電信設(shè)備的PCB設(shè)計(jì)。5G網(wǎng)絡(luò)將具有高速、寬帶寬和低延遲的特點(diǎn),所有這些方面都需要仔細(xì)的PCB設(shè)計(jì)以支持新的高頻特性。

與4G網(wǎng)絡(luò)相比,第五代移動(dòng)技術(shù)將提供10-20倍的傳輸速率(最高1 Gbps)、高達(dá)1000倍的流量密度和10 =倍的每平方公里連接數(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)還旨在提供1毫秒的延遲,比4G網(wǎng)絡(luò)的延遲快10倍,并在更寬的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行。PCB線路板必須同時(shí)支持遠(yuǎn)高于當(dāng)前的數(shù)據(jù)速率和頻率,從而將混合信號(hào)設(shè)計(jì)推向極限。雖然4G網(wǎng)絡(luò)以低于6?GHz閾值(從600 MHz 到 5.925 GHz)的頻率運(yùn)行,但5G網(wǎng)絡(luò)將把頻率上限提高到更高的毫米波區(qū)域 (mmWave),頻帶以26 GHz頻率為中心, 30 GHz和77GHz。
EHF(極高頻)頻段的使用是5G技術(shù)給PCB板設(shè)計(jì)人員帶來(lái)的最困難的挑戰(zhàn)之一。毫米波僅通過(guò)視線傳播,并且在遇到建筑物、樹(shù)葉或惡劣天氣條件(如雨或濕)時(shí)會(huì)沿途經(jīng)歷強(qiáng)烈的衰減。因此,將需要更多的基站來(lái)支持5G網(wǎng)絡(luò)。為了支持如此大量的頻率,將需要多個(gè)相控陣天線來(lái)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的5G功能,例如波束成形。因此,無(wú)論是在移動(dòng)設(shè)備上還是在基站上,我們都將擁有一個(gè)集成多個(gè)天線陣列單元 (AAU) 并廣泛使用大規(guī)模 MIMO 技術(shù)的線路板。
除了頻率之外,另一個(gè)重要挑戰(zhàn)涉及每個(gè)通道的帶寬。在4G網(wǎng)絡(luò)中,信道帶寬設(shè)置為20 MHz(物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備限制為200 kHz),而在5G網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)于低于6 GHz的頻率和高于6 GHz的頻率,其值設(shè)置為100 MHz和400 MHz。雖然市場(chǎng)上已經(jīng)有能夠支持這些規(guī)范的調(diào)制解調(diào)器和射頻組件,但選擇最合適的材料將是線路板PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。由于射頻前端將直接集成在PCB上,因此需要具有極低介電傳輸損耗和極高熱導(dǎo)率的材料。對(duì)于6GHz以上的頻率,用于制造PCB線路板的材料必須適應(yīng)毫米波頻段的特殊基板。