Jednostka RF stacji bazowej 5G odpowiada za podstawowe funkcje przesyłania, odbierania i wzmacniania sygnałów 5G. Środowisko pracy musi sprostać wyzwaniom, takim jak transmisja sygnału o wysokiej częstotliwości,-ogrzewanie o dużej mocy i złożone warunki zewnętrzne (takie jak wahania temperatury, zmiany wilgotności, zakłócenia elektromagnetyczne). Wybór płytki PCB jako „nośnika transmisji sygnału” i „platformy nośnika komponentów” jednostki RF ma bezpośredni wpływ na integralność sygnału, efektywność rozpraszania ciepła i-długoterminową niezawodność jednostki RF. Poniżej przedstawiono kluczowe punkty wyboru płytki PCB jednostki radiowej stacji bazowej 5G spośród pięciu podstawowych wymiarów, aby zapewnić zgodność z praktycznymi potrzebami zastosowań.
1, Wybór podłoża: priorytetem jest zapewnienie-wydajności transmisji sygnału o wysokiej częstotliwości
Jednostka RF stacji bazowych 5G musi przesyłać dużą ilość-sygnałów o wysokiej częstotliwości, a właściwości elektryczne podłoża bezpośrednio determinują utratę i stabilność transmisji sygnału. Przy wyborze należy zwrócić szczególną uwagę na-możliwość dostosowania podłoża do wysokich częstotliwości.
Chociaż zwykłe substraty FR-4 są tańsze, charakteryzują się znaczną utratą sygnału i zniekształceniami w scenariuszach o wysokich-częstotliwościach, co utrudnia spełnienie wymagań jednostek RF 5G. Priorytetowo należy potraktować wybór podłoży specjalnie zaprojektowanych dla wysokich częstotliwości. Podłoża te mogą skutecznie zmniejszać straty dielektryczne i stałą stabilność dielektryczną sygnałów o wysokiej częstotliwości poprzez optymalizację składu żywicy i struktury włókna szklanego. Niska strata dielektryczna może zmniejszyć zużycie energii sygnałów podczas transmisji, zapewniając, że siła sygnału spełnia standardy; Stabilna stała dielektryczna pozwala uniknąć wahań prędkości transmisji sygnału spowodowanych zmianami środowiskowymi (takimi jak wzrost temperatury), zapewniając synchronizację i dokładność sygnałów 5G.
Jednocześnie należy dokładnie rozważyć stabilność termiczną podłoża. Podczas pracy jednostek 5G RF generowana jest znaczna ilość ciepła. Jeżeli współczynnik rozszerzalności cieplnej podłoża jest zbyt wysoki, pod wpływem wysokich temperatur płytka łatwo ulega odkształceniom, co może skutkować wypadaniem połączeń lutowanych elementów lub zwarciami w obwodach. Dlatego konieczne jest wybranie podłoża o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej i doskonałej odporności na wysokie temperatury, aby zapewnić stabilność strukturalną podłoża w-terminowych warunkach wysokiej temperatury bez wpływu na normalne działanie jednostki RF.
2, Wybór grubości miedzi: odpowiedni dla podwójnych wymagań dotyczących dużej mocy i transmisji sygnału
Jednostka RF stacji bazowych 5G musi przesyłać-sygnały o wysokiej częstotliwości i przenosić określoną moc (np. transmisję prądu z modułów wzmacniających moc). Wybór grubości miedzi powinien równoważyć jakość transmisji sygnału i obciążalność prądową, aby uniknąć wąskich gardeł wydajności spowodowanych niewłaściwą grubością miedzi.
Z punktu widzenia transmisji sygnału zbyt gruba folia miedziana może zwiększyć efekt naskórkowości w przypadku sygnałów o wysokiej-częstotliwości, wpływając na wydajność transmisji sygnału; Cienka folia miedziana może powodować odbicia sygnału lub przesłuchy z powodu niestabilnej impedancji. Wymagany jest zróżnicowany dobór grubości miedzi w oparciu o wymagania funkcjonalne różnych obszarów jednostki RF -, na przykład wybór odpowiedniej konwencjonalnej grubości miedzi dla ścieżek transmisji sygnału o wysokiej-częstotliwościach, aby zapewnić transmisję sygnału o niskiej stracie; Ścieżkę prądową modułu wzmacniającego moc należy odpowiednio zwiększyć przy grubości miedzi, aby zwiększyć obciążalność prądową i uniknąć przegrzania i spalenia folii miedzianej z powodu nadmiernego prądu.
Ponadto należy zwrócić uwagę na przyczepność folii miedzianej. Jednostka częstotliwości radiowej 5G jest narażona na wibracje (takie jak lekkie wibracje podczas pracy sprzętu stacji bazowej) i zmiany temperatury przez długi czas. Jeśli folia miedziana nie jest trwale przymocowana do podłoża, folia miedziana łatwo się odkleja, co prowadzi do przerwania obwodu. Dlatego przy wyborze należy potwierdzić wyniki testów przyczepności folii miedzianej, aby upewnić się, że spełnia ona wymagania niezawodnościowe dla długotrwałej-pracy stacji bazowych 5G.
3. Wybór maski lutowniczej: równoważenie ochrony izolacji i adaptacja-wysokiej częstotliwości
Warstwa maski lutowniczej musi nie tylko chronić folię miedzianą PCB przed utlenianiem i korozją, ale musi także dostosować się do środowiska-wysokiej częstotliwości jednostek RF 5G, aby uniknąć słabego działania warstwy maski lutowniczej wpływającego na transmisję sygnału.
Zwykły rezystor lutowniczy może zwiększać straty w transmisji sygnału, a nawet powodować zakłócenia sygnału w przypadku wysokich-częstotliwości z powodu wysokiej stałej dielektrycznej lub nadmiernych strat dielektrycznych. Należy wybrać adaptacyjną rezystancję lutowniczą o wysokiej częstotliwości, która ma wyższe właściwości dielektryczne i kompatybilność z podłożem, może zmniejszyć wpływ na sygnały o wysokiej-częstotliwościach i zapewnić stabilną transmisję sygnału. Jednocześnie odporność warstwy maski lutowniczej na temperaturę i warunki atmosferyczne musi spełniać standardy — stacje bazowe 5G są najczęściej instalowane na zewnątrz, a warstwa maski lutowniczej musi wytrzymywać złożone środowiska, takie jak wysoka temperatura, niska temperatura, wilgotność i promieniowanie ultrafioletowe, aby uniknąć pękania, łuszczenia się i korozji w wyniku narażenia na folię miedzianą.
Oprócz tego istotna jest płaskość warstwy maski lutowniczej. Precyzyjne komponenty RF (takie jak filtry i łączniki) są często przylutowane do jednostek RF. Jeżeli powierzchnia maski lutowniczej jest nierówna, może to skutkować niestabilnym lutowaniem elementów, co wpłynie na stabilność połączeń sygnałowych. Przy wyborze należy potwierdzić proces powlekania i standardy badania płaskości warstwy maski lutowniczej, aby upewnić się, że spełnione są wymagania dotyczące spawania elementów.
4, Zwróć uwagę na dostosowanie projektu rozpraszania ciepła: pomóż w efektywnym przewodzeniu ciepła
Gęstość mocy jednostki RF w stacjach bazowych 5G jest stosunkowo duża podczas pracy, co może łatwo wygenerować dużą ilość ciepła. Jeżeli ciepło nie może zostać odprowadzone w odpowiednim czasie, doprowadzi to do wzrostu temperatury podzespołów, co wpłynie na wydajność i żywotność. Wybór płytki drukowanej powinien w pełni uwzględniać dostosowanie projektu rozpraszania ciepła, aby ułatwić efektywną dyfuzję ciepła.
Z jednej strony można wybrać specjalne podłoża strukturalne zgodnie z wymaganiami dotyczącymi rozpraszania ciepła, np. zastosowanie płytek PCB na bazie metali (takich jak podłoża aluminiowe lub miedziane) w obszarach generujących duże ciepło (takich jak moduły wzmacniające moc). Podłoża te mają doskonałą przewodność cieplną i mogą szybko przenosić ciepło wytwarzane przez komponenty do struktur rozpraszających ciepło (takich jak radiatory i wentylatory), zmniejszając lokalne temperatury. Jeśli w całości stosowane są konwencjonalne podłoża, w obszarach generujących duże ciepło można również dodać przelotki przewodzące ciepło lub zastosować lokalnie pogrubione warstwy miedzi w celu zwiększenia zdolności przewodzenia ciepła.
Z drugiej strony należy również wziąć pod uwagę możliwość dostosowania układu PCB. Przy wyborze konieczne jest sprawdzenie, czy grubość i rozmiar płytki drukowanej odpowiadają strukturze rozpraszania ciepła jednostki RF, np. czy grubość płytki PCB może spełniać wymagania instalacyjne radiatora i czy zarezerwowano wystarczającą przestrzeń w kanale rozpraszającym ciepło, aby uniknąć konfliktów między konstrukcją płytki PCB a strukturą rozpraszania ciepła, co może mieć wpływ na wydajność rozpraszania ciepła.
5. Połóż nacisk na weryfikację niezawodności: zapewnij-długoterminową stabilną pracę
Żywotność stacji bazowych 5G wynosi zwykle kilka, a nawet kilkanaście lat, a koszty utrzymania po wdrożeniu są wysokie. PCB jednostki RF musi charakteryzować się wyjątkowo wysoką-niezawodnością długoterminową. Przy wyborze należy zwrócić uwagę na standardy weryfikacji niezawodności i wyniki PCB.
Po pierwsze, konieczne jest potwierdzenie, czy płytka PCB przeszła rygorystyczne testy niezawodności środowiskowej, takie jak testy cykliczne w wysokiej temperaturze i wysokiej wilgotności, testy szoków temperaturowych, testy wibracyjne, testy w mgle solnej itp.. - Testy te mogą symulować złożone środowisko pracy zewnętrznej stacji bazowej, weryfikować stabilność działania płytki PCB w-terminowych trudnych warunkach i zapobiegać przedwczesnym awariom płytki PCB spowodowanym czynnikami środowiskowymi.
Po drugie, nie można ignorować testów niezawodności elektrycznej, takich jak test napięcia wytrzymywanego, test rezystancji izolacji, test przewodności itp., aby upewnić się, że parametry elektryczne płytki drukowanej spełniają standardy i nie ma potencjalnego ryzyka, takiego jak zwarcia lub obwody otwarte. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na niezawodność procesu PCB, np. siłę wiązania międzywarstwowego, niezawodność połączeń lutowniczych itp., aby uniknąć problemów, takich jak złuszczanie się międzywarstw i oddzielanie się połączeń lutowniczych spowodowane defektami procesowymi podczas-długiego użytkowania PCB.