СВЧ технология - Высокочастотный PCB - Rogers PCB в эпоху 5G

С развитием электронных технологий. Производство электроники также требует все большего количества материалов, таких как высокочастотные PCB - материалы. Возьмем, к примеру, Роджерса. Материал Rogers PCB - это высокочастотная модель материала PCB, разработанная Роджерсом, которая отличается от традиционной эпоксидной смолы PCB - материала. Он изготовлен из высокочастотного материала на керамической основе и не содержит стекловолокна. Когда схема работает на частоте более 500 МГц, диапазон материалов, которые могут выбрать инженеры по проектированию высокочастотных ПХБ, значительно уменьшается.

Rogers RO4350B позволяет радиочастотным инженерам легко проектировать схемы, такие как согласование сетей, управление сопротивлением линии передачи и т. Д. Из - за низких диэлектрических потерь материал R04350B имеет больше преимуществ в высокочастотных приложениях, чем обычный материал схемы. Его диэлектрическая константа колеблется с температурой почти как самая низкая в своем классе материалов. В более широком диапазоне частот диэлектрическая константа также довольно стабильна и составляет 3,48, а расчетная рекомендованная величина составляет 3,66. Медная фольга LoPraaa¢ может уменьшить потери при вставке. Это делает материал пригодным для широкополосных приложений.

Rogers PCB Керамические высокочастотные PCB материалы серии:

Серия Rogers RO3000: Материалы схемы PTFE на основе керамической начинки. Модели Rogers включают: RO3003, RO3006, RO3010, RO3035 высокочастотный ламинат.

Серия Rogers RT6000: Материалы для заполнения схем PTFE на основе керамики, предназначенные для электронных и микроволновых схем, требующих высокой диэлектрической константы. Модель Роджерса включает в себя диэлектрическую константу RT6006 6.15 и диэлектрическую константу RT6010 10.2.

Серия Rogers TMM: Композиты на основе керамики, углеводородов и термореактивных полимеров. Модели Rogers: TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i, TMM13i. Ожидание

В настоящее время глобальная компоновка 5G ускоряется с каждым днем. Традиционная распределенная архитектура базовых станций 3G / 4G может быть разделена на BBU, RRU и системы дневного питания, в которых RRU и система дневного питания соединены фидером. Из - за повышенного риска потерь при передаче на высоких частотах интегрированная архитектура RRU и системы дневного питания может уменьшить потери сигнала на фидере и повысить эффективность передачи. Высокая степень интеграции позволяет заменить большое количество децентрализованных компонентов на PCB - панели, что в конечном итоге увеличивает количество единиц использования PCB.

Высокая частота 5G делает материалы PCB высокочастотными

В эпоху 5G необходимо использовать высокочастотные ПХБ (3GPP определяет частотный диапазон, поддерживаемый 5GNR, как 450 МГц - 52,6 ГГц).

После итерации первых четырех поколений коммуникационных технологий ресурсы низкочастотного диапазона были заняты, и ресурсов для развития 5G было мало;

Чем выше частота, тем больше информации может быть загружено, тем больше ресурсов, что также может сделать скорость передачи выше (например, в 100 МГц можно разделить только 5 каналов 20 МГц, а в 1 ГГц - 50 каналов 20 МГц).

Из - за резонансных явлений, вызванных нагрузкой, и влияния эффекта линии передачи, чем выше частота электромагнитных волн, тем хуже затухание. Для эффективной передачи на высоких частотах необходимо контролировать потери сигнала на приемопередатчиках и передающих устройствах. Соответствующая подшипниковая установка будет преобразована из традиционного материала PCB в высокочастотный материал PCB (например, Rogers 4350). В частности, оконечная антенна первоначально использовала FPC (гибкие монтажные платы) с PI в качестве основного материала. Однако эффективность распространения была низкой из - за высокой диэлектрической константы PI (Dk, способность диэлектрической среды блокировать электроны) и диэлектрических потерь (Df, способность диэлектрической среды преобразовывать электроэнергию в тепловую энергию), Таким образом, тенденция к замене PI жидкокристаллическими полимерами (LCP) с более низким Dk и Df становится все более заметной. В настоящее время Apple запустила LCP, материал LCP, как ожидается, станет основным материалом будущего, например, Apple, один модуль LCP в iPhone X составляет около 4 - 5 долларов США / антенна, в то время как традиционная PI антенна составляет 0,4 доллара США / антенна. Есть много возможностей для улучшения стоимости единицы.

Антенны базовых станций также требуют использования высокочастотных материалов (например, Rogers 4350). В настоящее время основным решением является использование полифторэтилена (ПТФЭ) или углеводородного ПХБ (с хорошей диэлектрической собственностью). Цены варьируются от 3000 до 6000 юаней за квадратный метр, а обычные PCB - около 1900 юаней за квадратный метр. Удельная стоимость увеличивается примерно в 1,5 - 3 раза. Базовая станция 3G / 4G RRU требует высокочастотной платы переменного тока, а PCB - панель усилителя мощности RF требует использования высокочастотных материалов (например, Rogers 4350), но для экономии средств FR4 и высокочастотная базовая плата будут смешиваться. Спрос на высокочастотные PCBPCB - материалы, такие как Rogers 4350, будет расти на средних и высокочастотных панелях переменного тока 5G AAU, а использование высокочастотных материалов в PCB - панелях будет увеличиваться, тем самым повышая ценность одной платы.

Три сценария, построенные в эпоху 5G (eMBB, mMTC, uRLC), означают, что мы приближаемся к эпохе взрыва данных, и объем данных будет выброшен. С коммерциализацией 5G, к 2025 году количество подключений 5G в Китае достигнет 428 миллионов, пятилетний композитный темп роста достигнет 155,61%. Спрос на выбросы данных заставляет оборудование связи улучшать возможности обработки данных, соответствующие высокочастотные материалы PCB, как ожидается, будут развиваться в многоуровневом направлении, Соответственно, возросли цены на высокочастотные ПХБ.