5G-tugijaama raadiosagedusseade vastutab 5G-signaalide edastamise, vastuvõtmise ja võimendamise põhifunktsioonide eest. Selle töökeskkond peab toime tulema selliste väljakutsetega nagu kõrgsageduslik signaaliedastus, suure-võimsusega küte ja keerulised välistingimused (nt temperatuurikõikumised, niiskuse muutused, elektromagnetilised häired). RF-seadme "signaali edastuskandja" ja "komponentkandja platvormina" mõjutab PCB valik otseselt RF-seadme signaali terviklikkust, soojuse hajumise efektiivsust ja pikaajalist töökindlust. Järgnevalt kirjeldatakse 5G tugijaama raadiosagedusploki PCB peamisi valikupunkte viiest südamiku mõõtmest, et tagada ühilduvus praktiliste rakendusvajadustega.
1, Substraadi valik: seadke esikohale kõrge sagedusega-signaali edastamise jõudlus
5G tugijaamade raadiosagedusüksus peab edastama suurel hulgal kõrgsageduslikke signaale ning substraadi elektrilised omadused määravad otseselt signaali edastuskadu ja stabiilsuse. Valimisel tuleb erilist tähelepanu pöörata substraadi kõrge-sagedusega kohanemisvõimele.
Kuigi tavaliste FR-4 substraatide kulud on madalamad, kannatavad nad kõrge-sagedusliku stsenaariumi korral märkimisväärse signaalikadu ja moonutuste tõttu, mis muudab 5G RF-seadmete nõuete täitmise keeruliseks. Eelistada tuleks spetsiaalselt kõrgete sageduste jaoks mõeldud substraatide valimist. Need substraadid võivad tõhusalt vähendada kõrgsageduslike signaalide dielektrilist kadu ja dielektrilise konstandi stabiilsust, optimeerides vaigu koostist ja klaaskiu struktuuri. Väike dielektriline kadu võib vähendada signaalide energiatarbimist edastamise ajal, tagades signaali tugevuse vastavuse standarditele; Stabiilne dielektriline konstant võimaldab vältida keskkonnamuutustest (näiteks temperatuuri tõus) põhjustatud signaali edastuskiiruse kõikumisi, tagades 5G signaalide sünkroniseerimise ja täpsuse.
Samal ajal tuleb hoolikalt kaaluda ka substraadi termilist stabiilsust. 5G RF-seadmete töötamise ajal tekib märkimisväärne kogus soojust. Kui aluspinna soojuspaisumistegur on liiga kõrge, võib plaat kõrgel temperatuuril kergesti deformeeruda, mis võib põhjustada komponentide jooteühenduste mahakukkumist või lühiseid. Seetõttu on vaja valida madala soojuspaisumise koefitsiendi ja suurepärase kõrge temperatuuritaluvusega substraat, et tagada aluspinna struktuurne stabiilsus pikaajalistes kõrge temperatuuri tingimustes, ilma et see mõjutaks raadiosagedusseadme tavapärast tööd.
2, vase paksuse valik: sobib kahekordseks suure võimsuse ja signaali edastamiseks
5G-tugijaamade raadiosagedusüksus peab edastama kõrgsageduslikke signaale ja kandma teatud võimsust (nt võimsusvõimendusmoodulite vooluedastus). Vase paksuse valik peaks tasakaalustama signaali edastuskvaliteeti ja voolu kandevõimet, et vältida ebaõigest vase paksusest tingitud jõudluse kitsaskohti.
Signaaliedastuse seisukohast võib liiga paks vaskfoolium suurendada kõrge sagedusega-signaalide nahaefekti kadu, mõjutades signaali edastamise tõhusust; Õhuke vaskfoolium võib ebastabiilse impedantsi tõttu põhjustada signaali peegeldust või läbirääkimist. Vase paksuse diferentseeritud valimine on vajalik RF-seadme - erinevate piirkondade funktsionaalsete nõuete alusel, näiteks valides sobiva tavapärase vase paksuse kõrgsageduslike signaalide edastusteede jaoks, et tagada madala signaalikao edastamine; Võimsusvõimendusmooduli vooluteed tuleb vastavalt suurendada vase paksuse osas, et suurendada voolu kandevõimet ja vältida vaskfooliumi ülekuumenemist ja põlemist liigse voolu tõttu.
Lisaks vajab tähelepanu ka vaskfooliumi nakketugevus. 5G raadiosagedusseade on pikka aega avatud vibratsioonile (näiteks kergele vibratsioonile tugijaama seadmete töötamise ajal) ja temperatuuri tsüklitele. Kui vaskfoolium ei ole tugevalt aluspinna külge kinnitatud, võib vaskfoolium kergesti maha kooruda, mis põhjustab vooluringi katkemise. Seetõttu on valiku tegemisel vaja kinnitada vaskfooliumi adhesioonikatse tulemused, et tagada selle vastavus 5G tugijaamade pikaajaliseks tööks{4}}toodud töökindlusnõuetele.
3. Jootemaski valik: isolatsioonikaitse ja kõrgsageduse kohandamine{1}}
Jootemaski kiht ei pea mitte ainult kaitsma PCB vaskfooliumi oksüdatsiooni ja korrosiooni eest, vaid peab ka kohanema 5G RF-seadmete kõrgsagedusliku-keskkonnaga, et vältida jootemaski kihi halba jõudlust, mis mõjutab signaali edastamist.
Tavaline jootetakistus võib suure dielektrilise konstandi või liigse dielektrilise kao tõttu suurendada signaali edastuskadusid ja isegi põhjustada signaali häireid-kõrgsageduslike stsenaariumide korral. Tuleks valida kõrgsageduslik adaptiivne jootetakistus, millel on paremad dielektrilised omadused ja substraadi ühilduvus, mis võib vähendada mõju kõrgsageduslikele -signaalidele ja tagada stabiilse signaaliülekande. Samal ajal peavad jootemaski kihi temperatuuri- ja ilmastikukindlus vastama standarditele – 5G tugijaamu kasutatakse enamasti välitingimustes ning joodimaski kiht peab vastu pidama keerukatele keskkondadele, nagu kõrge temperatuur, madal temperatuur, niiskus ja ultraviolettkiirgus, et vältida pragunemist, koorumist ja vaskfooliumiga kokkupuute korrosiooni.
Lisaks on oluline ka jootemaski kihi tasasus. Täpsed RF-komponendid (nagu filtrid ja sidurid) joodetakse sageli RF-seadmetele. Kui jootemaski pind on ebatasane, võib see põhjustada komponentide ebastabiilset jootmist, mis mõjutab signaaliühenduste stabiilsust. Valimisel on vaja kinnitada jootemaski kihi katmisprotsessi ja tasasuse testimise standardid, et tagada komponentide keevitamise nõuete täitmine.
4, pöörake tähelepanu soojuse hajumise disaini kohandamisele: aidake kaasa tõhusale soojusjuhtimisele
RF-seadme võimsustihedus 5G tugijaamades on töötamise ajal suhteliselt kõrge, mis võib kergesti tekitada suurel hulgal soojust. Kui soojust ei saa õigeaegselt välja juhtida, põhjustab see komponentide temperatuuri tõusu, mis mõjutab jõudlust ja eluiga. PCB valikul tuleks täielikult arvesse võtta soojuse hajumise disaini kohandamist, et hõlbustada tõhusat soojuse difusiooni.
Ühest küljest saab spetsiaalseid struktuurseid aluseid valida vastavalt soojuse hajumise nõuetele, näiteks kasutades metallipõhiseid PCB-sid (nt alumiiniumist või vasest substraate) kõrge soojust tekitavates piirkondades (näiteks võimsusvõimendusmoodulite all). Nendel aluspindadel on suurepärane soojusjuhtivus ja need suudavad komponentide tekitatud soojuse kiiresti üle kanda soojust hajutavatesse struktuuridesse (nagu jahutusradiaatorid ja ventilaatorid), vähendades kohalikke temperatuure. Kui kasutatakse tavalisi substraate tervikuna, võib soojusjuhtivusvõime suurendamiseks lisada ka soojusjuhtivaid läbiviike kõrge soojust tekitavatele aladele või kasutada lokaalselt paksendatud vasekihte.
Teisest küljest tuleb arvesse võtta ka PCB paigutuse kohandatavust. Valides tuleb kinnitada, kas PCB paksus ja suurus vastavad RF-seadme soojuse hajumise struktuurile, näiteks kas PCB paksus vastab jahutusradiaatori paigaldusnõuetele ja kas on reserveeritud piisavalt soojuse hajumise kanalit, et vältida konflikte PCB konstruktsiooni ja soojuse hajumise struktuuri vahel, mis võib mõjutada soojuse hajumise tõhusust.
5. Rõhutage töökindluse kontrollimist: tagage pikaajaline-stabiilne töö
5G tugijaamade kasutusiga on tavaliselt mitu aastat või isegi üle kümne aasta ning hoolduskulu pärast kasutuselevõttu on kõrge. RF-seadme PCB-l peab olema äärmiselt kõrge-pikaja töökindlus. Valides tuleb tähelepanu pöörata PCB töökindluse kontrolli standarditele ja tulemustele.
Esiteks tuleb kinnitada, kas PCB on läbinud ranged keskkonnakindluse testid, nagu kõrge temperatuuri ja kõrge õhuniiskuse tsüklikatsed, temperatuurišoki testid, vibratsioonitestid, soolapihustustestid jne,{0}} need testid võivad simuleerida välisbaasjaama töö keerulist keskkonda, kontrollida trükkplaadi jõudluse stabiilsust pikaajalistes{1}}kandjates ja vältida PCB-de enneaegseid karmi keskkonnategureid.
Teiseks ei saa tähelepanuta jätta elektrilise töökindluse testimist, näiteks pingetaluvuse testimist, isolatsioonitakistuse testimist, juhtivuse testimist jne, et tagada trükkplaadi elektrilise jõudluse vastavus standarditele ja puuduvad potentsiaalsed riskid, nagu lühised või avatud vooluringid. Samal ajal tuleks tähelepanu pöörata PCB protsesside usaldusväärsusele, nagu kihtidevahelise sideme tugevus, jooteühenduse töökindlus jne, et vältida selliseid probleeme nagu kihtidevaheline koorumine ja jooteühenduse eraldumine, mis on põhjustatud protsessidefektidest PCB pikaajalisel kasutamisel.