如何優(yōu)化5G PCB開發(fā)

如果您是體育迷，那么您可能會(huì)同意，沒有什么比冠軍體育賽事更令人興奮了。以超級(jí)杯為例。在確定要參加比賽的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)之間以及實(shí)際比賽之間的幾周內(nèi)，專家，同事，朋友和家人幾乎全天候進(jìn)行交談。而且，當(dāng)然，每個(gè)人都知道結(jié)果如何，并樂意與您分享。這與有希望的新技術(shù)即將出現(xiàn)時(shí)的情況沒有什么不同。

新的5G通信協(xié)議就是一個(gè)很好的例子。預(yù)計(jì)加速到5G的速度不僅將改善設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)傳輸，還將有助于向物聯(lián)網(wǎng)用于工業(yè)生產(chǎn)。由于所有電子設(shè)備都依賴于其組成的電路板，這意味著PCBA開發(fā)也必須發(fā)展以適應(yīng)這一新技術(shù)。在探討如何最好地開發(fā)5G PCB之前，讓我們確切地了解所有令人興奮的事情。

為什么大家都在談?wù)?/span>5G?

也許，回答這個(gè)問題的最好方法是看看歷史和 無線技術(shù)的發(fā)展這使我們到了這一點(diǎn)。信不信由你，有一段時(shí)間手機(jī)不存在。緊接在蜂窩電話技術(shù)引入之前的這一時(shí)期的后期被稱為0G或零代無線技術(shù)。在這段時(shí)間內(nèi)可以進(jìn)行移動(dòng)通信。但是，它僅限于使用雙向?qū)χv機(jī)之類的設(shè)備的移動(dòng)無線電話。

從1970年代末和1980年代初開始，基于高級(jí)移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)（AMPS）和北歐移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（NMT）的第一代蜂窩技術(shù)1G推出了。在此期間，模擬電話用于純語音通信。隨著基于2G的1991年問世摹葉形小號(hào)ystem為中號(hào)obile通信（GSM）蜂窩電話的使用量開始增加，我們今天熟悉的功能。這包括SMS短信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。但是，數(shù)據(jù)速率最多只能達(dá)到236.8 kbps左右。

在過去的近二十年中，無線技術(shù)在3G，3G，4G和5G方面還有其他幾代人的進(jìn)步，下表列出并進(jìn)行了比較。

如上表所示，對(duì)于5G預(yù)期的數(shù)據(jù)傳輸速率的飛躍確實(shí)令人興奮。隨著我們向5G功能過渡，已經(jīng)進(jìn)行升級(jí)的公司必須確保對(duì)較舊的無線技術(shù)的可操作性。例如某些地方的4G和3G。因此，很可能在不久的將來，僅在個(gè)別城市（如單個(gè)城市）才能提供5G傳輸速率。對(duì)于跨國或全球通信來說，這似乎是一個(gè)缺點(diǎn)。但是，這也可能是使5G充分利用于本地通信的優(yōu)勢(shì)。例如，對(duì)于雇用物聯(lián)網(wǎng)。

考慮到一些外行可能會(huì)假設(shè)的內(nèi)容，5G并未指代新一代無線技術(shù)的數(shù)據(jù)和語音通信的頻率或帶寬。實(shí)際上，對(duì)于5G，沒有一個(gè)特定的頻率范圍。相反，有三個(gè)頻段：低，中和高。對(duì)于低頻段5G，頻率低于5 GHz，雖然速度較慢，但可以傳播很遠(yuǎn)的距離。這樣可以利用較舊的電視傳輸。中頻帶5G的工作頻率為1-10 GHz。這允許更寬的頻道，但比低頻段的距離小。但是，大多數(shù)蜂窩電話和Wi-Fi設(shè)備都在此范圍內(nèi)運(yùn)行。高頻段5G的頻率范圍為20-100 GHz，這確實(shí)是非常快的！缺點(diǎn)當(dāng)然是傳輸范圍約為800英尺。

現(xiàn)在，我們對(duì)5G無線技術(shù)是什么以及為何如此眾多的興起感到更加了解，現(xiàn)在讓我們來看看構(gòu)建板以優(yōu)化其利用率所需要的內(nèi)容。

優(yōu)化您的5G PCB開發(fā)

如上所述，5G頻率變化很大，并延伸到毫米波范圍內(nèi)。并且與高頻段相比，中低頻可以認(rèn)為很慢，因?yàn)樗鼈円蛶讉€(gè)數(shù)量級(jí)。但是，對(duì)于PCBA開發(fā)，所有5G頻段都被視為高頻。這意味著在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須考慮一些特殊的因素。包含高密度互連（HDI）路由 和 DFM用于高速數(shù)字信號(hào)傳輸。為了最大程度地提高信號(hào)強(qiáng)度和最小化5G信號(hào)損耗，必須解決以下這些和其他重要問題。

5G PCB設(shè)計(jì)與制造優(yōu)化

l同步TX / RX設(shè)備的通道墊

5G TX / RX芯片是特殊組件。其中一些包含通道墊，必須對(duì)其進(jìn)行精確對(duì)齊才能正常操作。因此，必須以緊湊的占地面積制造它們公差。

l使用適當(dāng)?shù)?a target="_blank">天線保持架

天線必須與走線進(jìn)行阻抗匹配，以實(shí)現(xiàn)最大的功率發(fā)送和接收。什么時(shí)候保持 要求它們必須幫助提供受控的阻抗，并為EMI問題提供必要的間隙。

l為高引腳數(shù)組件選擇BGA

通常最好使用BGA，以最大程度地減少扇出，因?yàn)樵S多5G板將變得小巧緊湊。但是，您也應(yīng)該遵循良好路由準(zhǔn)則 對(duì)于這些設(shè)備。

l使用準(zhǔn)確的PCB阻抗控制計(jì)算方法

高速PCBA的最重要參數(shù)之一是阻抗匹配。而且你應(yīng)該雇用一個(gè)PCB阻抗控制計(jì)算 可以產(chǎn)生符合您的準(zhǔn)確性標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果的技術(shù)。

l根據(jù)阻抗控制選擇走線參數(shù)

銅的重量，走線長(zhǎng)度和寬度都很重要，并且會(huì)產(chǎn)生影響 PCB信號(hào)完整性。為了獲得最佳結(jié)果，應(yīng)盡可能基于阻抗控制進(jìn)行選擇。

l根據(jù)阻抗選擇材料

PCB布局的材料決定了電路板的阻抗。因此，必須謹(jǐn)慎選擇符合您要求的材料高速PCB設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)。

l根據(jù)CM的DFM PCB公差設(shè)計(jì)到處理窗口中心

為了幫助為您的設(shè)計(jì)提供最佳的電路板構(gòu)建，從而在整個(gè)PCB壽命期間實(shí)現(xiàn)可靠的操作，您應(yīng)該將設(shè)計(jì)選擇集中在 PCB公差 或處理CM設(shè)備的窗口。

5G無線技術(shù)即將問世。是這里！關(guān)于它將如何影響許多行業(yè)并將我們推動(dòng)到IIoT等領(lǐng)域的新高度，有很多討論。但是要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要開發(fā)使用的板來優(yōu)化技術(shù)。