RF jednotka základňovej stanice 5G je zodpovedná za základné funkcie vysielania, prijímania a zosilňovania signálov 5G. Jeho pracovné prostredie sa musí vyrovnať s problémami, ako je prenos vysokofrekvenčného signálu, vysoký-výkon vykurovania a zložité vonkajšie podmienky (ako sú kolísanie teploty, zmeny vlhkosti, elektromagnetické rušenie). Ako „nosič prenosu signálu“ a „platforma nosiča komponentu“ RF jednotky výber PCB priamo ovplyvňuje integritu signálu, účinnosť odvádzania tepla a dlhodobú-spoľahlivosť RF jednotky. V nasledujúcom texte sú načrtnuté kľúčové body výberu pre PCB RF jednotky základňovej stanice 5G z piatich základných rozmerov, aby sa zabezpečila kompatibilita s praktickými potrebami aplikácie.
1, Výber substrátu: uprednostnite zabezpečenie prenosu vysokofrekvenčného signálu-
Jednotka RF základňových staníc 5G potrebuje prenášať veľké množstvo vysokofrekvenčných signálov-a elektrické vlastnosti substrátu priamo určujú stratu a stabilitu prenosu signálu. Pri výbere je potrebné venovať osobitnú pozornosť vysokej-prispôsobivosti substrátu.
Hoci bežné substráty FR-4 majú nižšie náklady, pri vysokofrekvenčných scenároch trpia výraznou stratou signálu a skreslením, čo sťažuje splnenie požiadaviek 5G RF jednotiek. Prioritou by mal byť výber substrátov špeciálne navrhnutých pre vysoké frekvencie. Tieto substráty môžu účinne znížiť dielektrickú stratu a stabilitu dielektrickej konštanty vysokofrekvenčných signálov optimalizáciou zloženia živice a štruktúry sklenených vlákien. Nízka dielektrická strata môže znížiť spotrebu energie signálov počas prenosu, čím sa zabezpečí, že sila signálu spĺňa normy; Stabilná dielektrická konštanta môže zabrániť kolísaniu rýchlosti prenosu signálu spôsobenému zmenami prostredia (ako je nárast teploty), čím sa zabezpečí synchronizácia a presnosť signálov 5G.
Medzitým je potrebné starostlivo zvážiť aj tepelnú stabilitu substrátu. Počas prevádzky 5G RF jednotiek vzniká značné množstvo tepla. Ak je koeficient tepelnej rozťažnosti substrátu príliš vysoký, doska sa pri vysokých teplotách ľahko zdeformuje, čo môže mať za následok odpadávanie spájkovaných spojov komponentov alebo skraty v obvode. Preto je potrebné zvoliť substrát s nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti a vynikajúcou odolnosťou voči vysokým teplotám, aby sa zaistilo, že substrát si udrží štrukturálnu stabilitu pri dlhodobých-teplotných podmienkach bez ovplyvnenia normálnej prevádzky RF jednotky.
2, Výber hrúbky medi: vhodný pre dvojité požiadavky na vysoký výkon a prenos signálu
RF jednotka základňových staníc 5G potrebuje vysielať vysoko-frekvenčné signály a prenášať určitý výkon (napríklad aktuálny prenos výkonových zosilňovacích modulov). Výber hrúbky medi by mal vyvážiť kvalitu prenosu signálu a prúdovú nosnosť, aby sa predišlo prekážkam výkonu spôsobeným nevhodnou hrúbkou medi.
Z hľadiska prenosu signálu môže príliš hrubá medená fólia zvýšiť stratu vysokofrekvenčných signálov v dôsledku efektu kože, čo ovplyvňuje účinnosť prenosu signálu; Tenká medená fólia môže spôsobiť odraz signálu alebo presluchy v dôsledku nestabilnej impedancie. Vyžaduje sa diferencovaný výber hrúbky medi na základe funkčných požiadaviek rôznych oblastí v rámci RF jednotky -, napríklad výber vhodnej konvenčnej hrúbky medi pre vysokofrekvenčné prenosové cesty signálu, aby sa zabezpečila nízka strata signálu; Prúdovú dráhu modulu zosilnenia výkonu je potrebné primerane zväčšiť v hrúbke medi, aby sa zvýšila prúdová zaťažiteľnosť a zabránilo sa prehriatiu a spáleniu medenej fólie v dôsledku nadmerného prúdu.
Okrem toho je potrebné venovať pozornosť aj priľnavosti medenej fólie. Rádiofrekvenčná jednotka 5G je dlhodobo vystavená vibráciám (napríklad miernym vibráciám počas prevádzky zariadenia základňovej stanice) a teplotným cyklom. Ak medená fólia nie je pevne pripevnená k podkladu, môže sa ľahko odlepiť, čo vedie k prerušeniu obvodu. Preto je pri výbere potrebné potvrdiť výsledky testu priľnavosti medenej fólie, aby ste sa uistili, že spĺňa požiadavky na spoľahlivosť pre dlhodobú-prevádzku základňových staníc 5G.
3, Výber spájkovacej masky: Vyváženie izolačnej ochrany a prispôsobenia vysokej{1}}frekvencie
Vrstva spájkovacej masky nielenže musí chrániť medenú fóliu PCB pred oxidáciou a koróziou, ale musí sa prispôsobiť aj vysoko{0}}frekvenčnému prostrediu 5G RF jednotiek, aby sa predišlo slabému výkonu vrstvy spájkovacej masky ovplyvňujúcej prenos signálu.
Bežný spájkovací odpor môže zvýšiť stratu prenosu signálu a dokonca spôsobiť rušenie signálu vo vysokofrekvenčných scenároch v dôsledku vysokej dielektrickej konštanty alebo nadmernej dielektrickej straty. Mal by sa vybrať vysokofrekvenčný adaptívny spájkovací odpor, ktorý má vyššie dielektrické vlastnosti a kompatibilitu so substrátom, môže znížiť vplyv na vysokofrekvenčné signály a zabezpečiť stabilný prenos signálu. Zároveň musí tepelná odolnosť a odolnosť vrstvy spájkovacej masky spĺňať normy - 5G základňové stanice sú väčšinou nasadené vonku a vrstva spájkovacej masky musí odolávať zložitým prostrediam, ako je vysoká teplota, nízka teplota, vlhkosť a ultrafialové žiarenie, aby sa zabránilo praskaniu, odlupovaniu a korózii medenej fólie.
Okrem toho je dôležitá aj rovinnosť vrstvy spájkovacej masky. Presné RF komponenty (ako sú filtre a spojky) sa často pripájajú na RF jednotky. Ak je povrch spájkovacej masky nerovný, môže to mať za následok nestabilné spájkovanie súčiastok, čo ovplyvňuje stabilitu signálových spojení. Pri výbere je potrebné potvrdiť proces poťahovania a štandardy testovania rovinnosti vrstvy spájkovacej masky, aby sa zabezpečilo splnenie požiadaviek na zváranie komponentov.
4, Venujte pozornosť prispôsobeniu dizajnu rozptylu tepla: pomáha pri efektívnom vedení tepla
Výkonová hustota RF jednotky v 5G základňových staniciach je počas prevádzky pomerne vysoká, čo môže ľahko vytvárať veľké množstvo tepla. Ak teplo nie je možné odviesť včas, povedie to k zvýšeniu teploty komponentov, čo ovplyvní výkon a životnosť. Pri výbere dosky plošných spojov by sa malo plne zvažovať prispôsobenie dizajnu rozptylu tepla, aby sa uľahčila efektívna difúzia tepla.
Na jednej strane môžu byť vybrané špeciálne štrukturálne substráty podľa požiadaviek na rozptyl tepla, ako je použitie PCB na báze kovu (ako sú hliníkové alebo medené substráty) v oblastiach s vysokým zdrojom tepla (ako sú moduly zosilňovania výkonu). Tieto substráty majú vynikajúcu tepelnú vodivosť a môžu rýchlo prenášať teplo generované komponentmi do štruktúr na odvádzanie tepla (ako sú chladiče a ventilátory), čím sa znižujú miestne teploty. Ak sa konvenčné substráty použijú ako celok, môžu sa pridať aj tepelne vodivé priechody v oblastiach generujúcich vysoké teplo alebo sa môžu použiť lokálne zhrubnuté medené vrstvy na zvýšenie schopnosti vedenia tepla.
Na druhej strane je potrebné zvážiť aj prispôsobivosť rozloženia PCB. Pri výbere je potrebné potvrdiť, či sa hrúbka a veľkosť dosky plošných spojov zhoduje so štruktúrou rozptylu tepla RF jednotky, napríklad či hrúbka dosky plošných spojov môže spĺňať požiadavky na inštaláciu chladiča a či je vyhradený dostatočný priestor na odvádzanie tepla, aby sa predišlo konfliktom medzi dizajnom plošných spojov a štruktúrou rozptylu tepla, čo môže ovplyvniť účinnosť rozptylu tepla.
5, Zdôraznite overenie spoľahlivosti: zabezpečte dlhodobú-stabilnú prevádzku
Životnosť základňových staníc 5G je zvyčajne niekoľko rokov alebo dokonca viac ako desať rokov a náklady na údržbu po nasadení sú vysoké. Doska plošných spojov RF jednotky musí mať mimoriadne vysokú dlhodobú-spoľahlivosť. Pri výbere treba venovať pozornosť štandardom overovania spoľahlivosti a výsledkom DPS.
Najprv je potrebné potvrdiť, či doska prešla prísnymi environmentálnymi testami spoľahlivosti, ako sú cyklické testy pri vysokej teplote a vysokej vlhkosti, testy teplotných šokov, testy vibrácií, testy soľnou hmlou atď.
Po druhé, nemožno ignorovať testovanie elektrickej spoľahlivosti, ako je testovanie odolnosti voči napätiu, testovanie izolačného odporu, testovanie vodivosti atď., aby sa zabezpečilo, že elektrický výkon dosky plošných spojov spĺňa normy a neexistujú žiadne potenciálne riziká, ako sú skraty alebo otvorené obvody. Zároveň by sa mala venovať pozornosť procesnej spoľahlivosti DPS, ako je pevnosť spoja medzi vrstvami, spoľahlivosť spájkovaného spoja atď., aby sa predišlo problémom, ako je odlupovanie medzivrstvy a oddelenie spájkovaného spoja spôsobené procesnými chybami počas-dlhodobého používania DPS.