RF jednotka základnové stanice 5G je zodpovědná za základní funkce vysílání, příjmu a zesilování signálů 5G. Jeho pracovní prostředí se musí vypořádat s problémy, jako je přenos vysokofrekvenčního signálu, vysoký-výkon vytápění a složité venkovní podmínky (jako jsou kolísání teploty, změny vlhkosti, elektromagnetické rušení). Jako „nosič přenosu signálu“ a „platforma nosiče komponentu“ RF jednotky výběr PCB přímo ovlivňuje integritu signálu, účinnost odvodu tepla a dlouhodobou- spolehlivost RF jednotky. Níže jsou uvedeny klíčové body výběru pro PCB RF jednotky základnové stanice 5G z pěti rozměrů jádra, aby byla zajištěna kompatibilita s praktickými potřebami aplikací.
1, Výběr substrátu: upřednostněte zajištění výkonu přenosu vysokofrekvenčního signálu-
RF jednotka základnových stanic 5G potřebuje vysílat velké množství vysokofrekvenčních signálů a elektrické vlastnosti substrátu přímo určují ztrátu a stabilitu přenosu signálu. Při výběru je třeba věnovat zvláštní pozornost vysoké -frekvenční přizpůsobivosti substrátu.
Přestože běžné substráty FR-4 mají nižší náklady, trpí významnými ztrátami signálu a zkreslením ve vysokofrekvenčních scénářích, takže je obtížné splnit požadavky 5G RF jednotek. Přednost by měla být dána výběru substrátů speciálně navržených pro vysoké frekvence. Tyto substráty mohou účinně snížit dielektrické ztráty a stabilitu dielektrické konstanty vysokofrekvenčních signálů optimalizací složení pryskyřice a struktury skelných vláken. Nízká dielektrická ztráta může snížit spotřebu energie signálů během přenosu a zajistit, že síla signálu odpovídá standardům; Stabilní dielektrická konstanta může zabránit kolísání rychlosti přenosu signálu způsobenému změnami prostředí (jako je nárůst teploty), což zajišťuje synchronizaci a přesnost signálů 5G.
Mezitím je také třeba pečlivě zvážit tepelnou stabilitu substrátu. Během provozu 5G RF jednotek vzniká značné množství tepla. Pokud je koeficient tepelné roztažnosti substrátu příliš vysoký, může se deska snadno deformovat při vysokých teplotách, což může mít za následek odpadávání pájených spojů součástek nebo zkraty v obvodu. Proto je nutné zvolit substrát s nízkým koeficientem tepelné roztažnosti a vynikající odolností vůči vysokým teplotám, aby bylo zajištěno, že si substrát udrží strukturální stabilitu za dlouhodobých -teplotních podmínek, aniž by to ovlivnilo běžný provoz RF jednotky.
2, výběr tloušťky mědi: vhodný pro duální požadavky na vysoký výkon a přenos signálu
RF jednotka základnových stanic 5G potřebuje vysílat vysokofrekvenční signály a přenášet určitý výkon (např. aktuální přenos výkonových zesilovacích modulů). Volba tloušťky mědi by měla vyvážit kvalitu přenosu signálu a proudovou přenosovou kapacitu, aby se předešlo omezením výkonu způsobeným nevhodnou tloušťkou mědi.
Z hlediska přenosu signálu může nadměrně silná měděná fólie zvýšit ztrátu vysokofrekvenčních signálů efektem kůže a ovlivnit účinnost přenosu signálu; Tenká měděná fólie může způsobit odraz signálu nebo přeslechy kvůli nestabilní impedanci. Je vyžadován diferencovaný výběr tloušťky mědi na základě funkčních požadavků různých oblastí v rámci RF jednotky -, například výběr vhodné konvenční tloušťky mědi pro přenosové cesty vysokofrekvenčního signálu, aby byl zajištěn přenos s nízkou ztrátou signálu; Proudová dráha modulu zesílení výkonu musí být vhodně zvýšena v tloušťce mědi, aby se zvýšila proudová zatížitelnost a zabránilo se přehřátí a spálení měděné fólie v důsledku nadměrného proudu.
Kromě toho je třeba věnovat pozornost také adhezní síle měděné fólie. Radiofrekvenční jednotka 5G je vystavena vibracím (jako jsou mírné vibrace během provozu zařízení základnové stanice) a teplotním cyklům po dlouhou dobu. Pokud není měděná fólie pevně připevněna k podkladu, může se snadno odlepit měděná fólie, což vede k přerušení obvodu. Při výběru je proto nutné potvrdit výsledky testu adheze měděné fólie, aby bylo zajištěno, že splňuje požadavky na spolehlivost pro dlouhodobý-provoz základnových stanic 5G.
3, Výběr pájecí masky: Vyvážení izolační ochrany a vysokofrekvenční adaptace
Vrstva pájecí masky musí nejen chránit měděnou fólii PCB před oxidací a korozí, ale také se musí přizpůsobit vysoko{0}}frekvenčnímu prostředí 5G RF jednotek, aby nedocházelo ke špatnému výkonu vrstvy pájecí masky ovlivňující přenos signálu.
Obyčejný pájecí odpor může zvýšit ztrátu přenosu signálu a dokonce způsobit rušení signálu ve vysokofrekvenčních scénářích v důsledku vysoké dielektrické konstanty nebo nadměrné dielektrické ztráty. Měl by být vybrán vysokofrekvenční adaptivní pájecí odpor, který má vyšší dielektrické vlastnosti a kompatibilitu substrátu, může snížit dopad na vysokofrekvenční signály a zajistit stabilní přenos signálu. Současně musí teplotní odolnost a odolnost vrstvy pájecí masky splňovat standardy - 5G základnové stanice jsou většinou nasazovány venku a vrstva pájecí masky musí odolávat složitým prostředím, jako je vysoká teplota, nízká teplota, vlhkost a ultrafialové záření, aby se zabránilo praskání, odlupování a korozi vystavení měděné fólie.
Kromě toho je také důležitá rovinnost vrstvy pájecí masky. Přesné RF komponenty (jako jsou filtry a spojky) jsou často připájeny na RF jednotky. Pokud je povrch pájecí masky nerovný, může dojít k nestabilnímu pájení součástek, což ovlivňuje stabilitu signálových spojů. Při výběru je nutné potvrdit proces povlakování a standardy testování rovinnosti vrstvy pájecí masky, aby bylo zajištěno splnění požadavků na svařování součástí.
4, Věnujte pozornost přizpůsobení návrhu rozptylu tepla: napomáhá účinnému vedení tepla
Výkonová hustota RF jednotky v 5G základnových stanicích je během provozu poměrně vysoká, což může snadno generovat velké množství tepla. Pokud teplo nemůže být odvedeno včas, povede to ke zvýšení teploty součástí, což ovlivní výkon a životnost. Výběr desky plošných spojů by měl plně zohledňovat přizpůsobení návrhu odvodu tepla, aby se usnadnila efektivní difúze tepla.
Na jedné straně lze vybrat speciální konstrukční substráty podle požadavků na rozptyl tepla, jako je použití desek plošných spojů na bázi kovu (jako jsou hliníkové nebo měděné substráty) v oblastech generujících vysoké teplo (jako jsou moduly pro zesílení výkonu). Tyto substráty mají vynikající tepelnou vodivost a dokážou rychle přenést teplo generované součástmi do struktur pro odvod tepla (jako jsou chladiče a ventilátory), čímž se sníží místní teploty. Pokud jsou konvenční substráty použity jako celek, mohou být také přidány tepelně vodivé průchody v oblastech generujících vysoké teplo nebo mohou být použity lokálně zesílené měděné vrstvy pro zvýšení schopnosti vedení tepla.
Na druhou stranu je třeba vzít v úvahu také přizpůsobivost rozvržení DPS. Při výběru je nutné potvrdit, zda tloušťka a velikost desky plošných spojů odpovídá struktuře odvodu tepla RF jednotky, například zda tloušťka desky plošných spojů může splňovat požadavky na instalaci chladiče a zda je vyhrazen dostatečný prostor pro odvod tepla, aby se zabránilo konfliktům mezi návrhem desky plošných spojů a strukturou odvodu tepla, což může ovlivnit účinnost odvodu tepla.
5, Zdůrazněte ověřování spolehlivosti: zajistěte dlouhodobý-stabilní provoz
Životnost základnových stanic 5G je obvykle několik let nebo dokonce více než deset let a náklady na údržbu po nasazení jsou vysoké. PCB RF jednotky musí mít extrémně vysokou dlouhodobou-spolehlivost. Při výběru je třeba věnovat pozornost standardům ověřování spolehlivosti a výsledkům DPS.
Nejprve je nutné ověřit, zda deska s plošnými spoji prošla přísnými testy spolehlivosti prostředí, jako jsou cyklické testy při vysoké teplotě a vysoké vlhkosti, testy teplotních šoků, vibrační testy, testy v solné mlze atd. - tyto testy mohou simulovat složité prostředí provozu venkovní základnové stanice, ověřit výkonnostní stabilitu desky plošných spojů v dlouhodobě-drsných podmínkách a zabránit předčasnému selhání desky plošných spojů v důsledku faktorů prostředí.
Za druhé nelze ignorovat testování elektrické spolehlivosti, jako je testování odolnosti proti napětí, testování izolačního odporu, testování vodivosti atd., aby se zajistilo, že elektrický výkon desky plošných spojů splňuje normy a neexistují žádná potenciální rizika, jako jsou zkraty nebo přerušené obvody. Zároveň je třeba věnovat pozornost procesní spolehlivosti DPS, jako je pevnost spoje mezi vrstvami, spolehlivost pájeného spoje atd., aby se předešlo problémům, jako je odlupování mezivrstvy a oddělení pájeného spoje způsobené procesními vadami při dlouhodobém používání DPS.