L'unité RF d'une station de base 5G est responsable des fonctions essentielles de transmission, de réception et d'amplification des signaux 5G. Son environnement de travail doit faire face à des défis tels que la transmission de signaux à haute fréquence, le chauffage à haute -puissance et des conditions extérieures complexes (telles que les fluctuations de température, les changements d'humidité, les interférences électromagnétiques). En tant que « support de transmission de signal » et « plate-forme de support de composants » de l'unité RF, la sélection du PCB affecte directement l'intégrité du signal, l'efficacité de la dissipation thermique et la fiabilité à long terme-de l'unité RF. Ce qui suit décrit les principaux points de sélection du PCB de l'unité RF de la station de base 5G à partir de cinq dimensions principales afin de garantir la compatibilité avec les besoins pratiques des applications.
1, Sélection du substrat : donner la priorité à la garantie des performances de transmission du signal à haute fréquence-
L'unité RF des stations de base 5G doit transmettre une grande quantité de signaux à haute fréquence-, et les propriétés électriques du substrat déterminent directement la perte et la stabilité de la transmission du signal. Lors de la sélection, une attention particulière doit être accordée à l'adaptabilité à haute -fréquence du substrat.
Bien que les substrats FR-4 ordinaires aient des coûts inférieurs, ils souffrent d'une perte de signal et d'une distorsion importantes dans les scénarios à haute-fréquence, ce qui rend difficile de répondre aux exigences des unités RF 5G. La priorité doit être donnée à la sélection de substrats spécifiquement conçus pour les hautes fréquences. Ces substrats peuvent réduire efficacement la perte diélectrique et la stabilité constante diélectrique des signaux haute fréquence en optimisant la composition de la résine et la structure des fibres de verre. Une faible perte diélectrique peut réduire la consommation d'énergie des signaux pendant la transmission, garantissant ainsi que la force du signal répond aux normes ; Une constante diélectrique stable peut éviter les fluctuations de la vitesse de transmission du signal causées par les changements environnementaux (tels que l'augmentation de la température), garantissant ainsi la synchronisation et la précision des signaux 5G.
La stabilité thermique du substrat doit également être soigneusement étudiée. Lors du fonctionnement des unités RF 5G, une quantité importante de chaleur est générée. Si le coefficient de dilatation thermique du substrat est trop élevé, il est facile pour la carte de se déformer à des températures élevées, ce qui peut entraîner la chute des joints de soudure des composants ou des courts-circuits. Par conséquent, il est nécessaire de choisir un substrat avec un faible coefficient de dilatation thermique et une excellente résistance aux températures élevées pour garantir que le substrat puisse maintenir sa stabilité structurelle dans des conditions de température élevée à long-sans affecter le fonctionnement normal de l'unité RF.
2, sélection de l'épaisseur du cuivre: adapté aux doubles exigences de puissance élevée et de transmission du signal
L'unité RF des stations de base 5G doit transmettre des signaux haute fréquence-et transporter une certaine puissance (telle que la transmission actuelle des modules d'amplification de puissance). La sélection de l'épaisseur du cuivre doit équilibrer la qualité de transmission du signal et la capacité de transport de courant afin d'éviter les goulots d'étranglement de performances causés par une épaisseur de cuivre inappropriée.
Du point de vue de la transmission du signal, une feuille de cuivre trop épaisse peut augmenter la perte par effet cutané des signaux à haute fréquence-, affectant ainsi l'efficacité de la transmission du signal ; Une fine feuille de cuivre peut provoquer une réflexion du signal ou une diaphonie en raison d'une impédance instable. Une sélection différenciée de l'épaisseur de cuivre est nécessaire en fonction des exigences fonctionnelles des différentes zones de l'unité RF -, par exemple, en sélectionnant une épaisseur de cuivre conventionnelle appropriée pour les chemins de transmission de signaux à haute fréquence - afin de garantir une transmission à faible perte de signal ; Le chemin de courant du module d'amplification de puissance doit être augmenté de manière appropriée en épaisseur de cuivre pour améliorer la capacité de transport de courant et éviter la surchauffe et la brûlure de la feuille de cuivre en raison d'un courant excessif.
De plus, la force d’adhérence de la feuille de cuivre nécessite également une attention particulière. L'unité radiofréquence 5G est exposée à des vibrations (telles que de légères vibrations lors du fonctionnement de l'équipement de la station de base) et à des cycles de température pendant une longue période. Si la feuille de cuivre n'est pas fermement fixée au substrat, il est facile pour la feuille de cuivre de se décoller, entraînant une rupture de circuit. Par conséquent, lors de la sélection, il est nécessaire de confirmer les résultats des tests de performances d'adhérence de la feuille de cuivre pour garantir qu'elle répond aux exigences de fiabilité pour le fonctionnement à long-terme des stations de base 5G.
3, Sélection du masque de soudure : Équilibrage de la protection d'isolation et de l'adaptation haute-fréquence
La couche du masque de soudure doit non seulement protéger la feuille de cuivre du PCB de l'oxydation et de la corrosion, mais doit également s'adapter à l'environnement à haute fréquence-des unités RF 5G pour éviter que les mauvaises performances de la couche du masque de soudure n'affectent la transmission du signal.
La réserve de soudure ordinaire peut augmenter la perte de transmission du signal et même provoquer des interférences de signal dans des scénarios à haute -fréquence en raison d'une constante diélectrique élevée ou d'une perte diélectrique excessive. Une résistance de soudure adaptative haute fréquence doit être sélectionnée, car elle présente des propriétés diélectriques et une compatibilité avec le substrat plus élevées, peut réduire l'impact sur les signaux haute fréquence - et garantir une transmission stable du signal. Dans le même temps, la résistance à la température et aux intempéries de la couche du masque de soudure doit répondre aux normes : les stations de base 5G sont principalement déployées à l'extérieur, et la couche du masque de soudure doit résister à des environnements complexes tels que des températures élevées, des températures basses, de l'humidité et des rayons ultraviolets pour éviter les fissures, le pelage et la corrosion de l'exposition de la feuille de cuivre.
De plus, la planéité de la couche du masque de soudure est également importante. Les composants RF de précision (tels que les filtres et les coupleurs) sont souvent soudés sur les unités RF. Si la surface du masque de soudure est inégale, cela peut entraîner une soudure instable des composants, affectant la stabilité des connexions de signal. Lors de la sélection, il est nécessaire de confirmer le processus de revêtement et les normes de test de planéité de la couche du masque de soudure pour garantir que les exigences de soudage des composants sont respectées.
4, faites attention à l'adaptation de la conception de la dissipation thermique: aide à une conduction thermique efficace
La densité de puissance de l'unité RF dans les stations de base 5G est relativement élevée pendant le fonctionnement, ce qui peut facilement générer une grande quantité de chaleur. Si la chaleur ne peut pas être évacuée à temps, cela entraînera une augmentation de la température des composants, affectant les performances et la durée de vie. La sélection du PCB doit pleinement prendre en compte l'adaptation de la conception de la dissipation thermique pour faciliter une diffusion efficace de la chaleur.
D'une part, des substrats structurels spéciaux peuvent être sélectionnés en fonction des exigences de dissipation thermique, par exemple en utilisant des PCB à base de métal (tels que des substrats en aluminium ou en cuivre) dans des zones à forte génération de chaleur (telles que sous des modules d'amplification de puissance). Ces substrats ont une excellente conductivité thermique et peuvent transférer rapidement la chaleur générée par les composants vers des structures de dissipation thermique (telles que des dissipateurs thermiques et des ventilateurs), réduisant ainsi les températures locales. Si des substrats conventionnels sont utilisés dans leur ensemble, des vias conducteurs thermiques peuvent également être ajoutés dans les zones à forte génération de chaleur ou des couches de cuivre localement épaissies peuvent être utilisées pour améliorer la capacité de conduction thermique.
D'un autre côté, l'adaptabilité de la disposition des PCB doit également être prise en compte. Lors de la sélection, il est nécessaire de confirmer si l'épaisseur et la taille du PCB correspondent à la structure de dissipation thermique de l'unité RF, par exemple si l'épaisseur du PCB peut répondre aux exigences d'installation du dissipateur thermique, et si un espace suffisant pour le canal de dissipation thermique est réservé pour éviter les conflits entre la conception du PCB et la structure de dissipation thermique, ce qui peut affecter l'efficacité de la dissipation thermique.
5, Mettre l'accent sur la vérification de la fiabilité : garantir un fonctionnement stable à long terme-
La durée de vie des stations de base 5G est généralement de plusieurs années, voire plus de dix ans, et le coût de maintenance après déploiement est élevé. Le PCB de l'unité RF doit avoir une fiabilité à long terme extrêmement élevée-. Lors de la sélection, il convient de prêter attention aux normes de vérification de la fiabilité et aux résultats du PCB.
Tout d'abord, il est nécessaire de confirmer si le PCB a réussi des tests rigoureux de fiabilité environnementale, tels que des tests de cycles de température et d'humidité élevées, des tests de choc thermique, des tests de vibration, des tests de brouillard salin, etc.. - ces tests peuvent simuler l'environnement complexe de fonctionnement de la station de base extérieure, vérifier la stabilité des performances du PCB dans des conditions difficiles à long terme-et éviter une défaillance prématurée du PCB due à des facteurs environnementaux.
Deuxièmement, les tests de fiabilité électrique ne peuvent être ignorés, tels que les tests de tension de tenue, les tests de résistance d'isolement, les tests de conductivité, etc., pour garantir que les performances électriques du PCB répondent aux normes et qu'il n'y a aucun risque potentiel tel que des courts-circuits ou des circuits ouverts. Dans le même temps, il convient de prêter attention à la fiabilité du processus des PCB, telle que la force de liaison intercouche, la fiabilité des joints de soudure, etc., pour éviter des problèmes tels que le pelage intercouche et le détachement des joints de soudure causés par des défauts de processus lors d'une utilisation à long terme - du PCB.