5G产品的PCB材料和设计要求

PCB是每个电子产品的核心。它们不仅促进组件之间的电气连接，还可以传输各种信号和电流。随着5G技术的发明，电路板必须满足哪些材料和设计要求？

与4G不同，5G系统的部署将迫使设计人员考虑智能手机，物联网和电信设备的印刷电路板的设计。由于 5G 系统需要高传输速度、宽带宽和最小延迟，设计人员必须以高精度进行以满足这些要求。

5G 设计要求

如果比较和对比各种网络要求，则会从不同位置获得分散且相互冲突的信息。全球预计到今年年底将增加30亿个移动和物联网产品。5G产品的目标是提供10-20倍的数据速率 - 几乎是4G产品每平方公里1000倍的流量和十倍的链路。此外，5G 旨在提供 1 毫秒的延迟 – 是 4G 网络延迟的 10 倍。

5G系统也将在比4G和3G系统更高的频率下工作。因此，用于移动和网络设备的电路板必须支持更高的数字数据速率和频率。这将把各种信号设计扩展到满负荷。请记住，4G系统在600MHZ-5.925GHZ的频率下工作。他们的5G对应物将更高的频率水平扩展到毫米波。

设计人员在 5G 网络板中创建无线通信容量时，还应考虑每个站点的带宽。4G中的站带宽为20 MHz，5G产品的站带宽为100 MHz。现有的IC可以支持5G产品中的拉伸频率和速度，但电路板材料将显着决定其性能。

为 5G 系统选择 PCB 材料

从上面的讨论可以看出，5G产品的设计需要高频分数信号。除了典型的高速设计和高频布局指南外，使用适当的PCB材料可以抑制信号损失并确保出色的信号质量。由于5G产品使用混合信号，设计人员应阻止模拟和数字PCB部件之间的电磁干扰，并根据FCC EMC标准设计PCB。

为了应对未来的高需求， PCB基板制造商已开始制造与标准FR4材料相比具有低介电常数的材料。即使频率更高，这些新的5G材料也比PTFE材料表现出最小的损耗。

5G 产品的电路板需要高速和高频运行的处理器和放大器。您可以使用热管理来减少这些组件中的输出差异。传热和热系数是5G产品中必不可少的衬底因素。PCB操作产生的热量会导致温度升高，从而导致介电性能缓慢降低。

第一个方面的好处是可以理解的：具有高传热能力的材料有效地将温度传导远离源头。它是高速和高频率应用的绝佳选择。另一方面，热系数系数的好处并不明显。介电常数变化会导致沿交叉点分布。在极少数情况下，高分布会沿着导线产生信号回波。

无论您将使用哪种材料为 5G 应用设计 PCB， 您都必须遵守标准电路板设计实践，以在整个交叉点实现恒定阻抗。例如，您应该使用快速轨道路由RF信号线的迹线。此外，应严格调节导体测量以产生恒定阻抗。您应该记住的其他一般PCB设计指南是：

应用较少的阻焊层： 由于大多数阻焊层具有高吸水能力， 使用更多的阻焊层会导致更多的吸湿， 导致高介电损耗。

使用平滑和规则的迹线：标准集肤深度间接相对于频率。因此，它在高频板上会很浅。粗糙的表面会产生粗糙的轨道，从而提高电阻损伤。

使用具有最小 Dk 值的基板：Dk 值随频率一致增加。因此，建议选择Dk值最小的基板。

结论

PCB设计人员和组件制造商必须为即将到来的5G革命做好准备。考虑到我们上面讨论的要点，它们将走在正确的轨道上，并从对高频板和组件的高需求中获得巨大收益。

审核编辑：郭婷