5G baz istasyonunun RF birimi, 5G sinyallerinin iletilmesi, alınması ve yükseltilmesine ilişkin temel işlevlerden sorumludur. Çalışma ortamının, yüksek frekanslı sinyal iletimi, yüksek-güçte ısıtma ve karmaşık dış mekan koşulları (sıcaklık dalgalanmaları, nem değişiklikleri, elektromanyetik girişim gibi) gibi zorluklarla başa çıkması gerekir. RF ünitesinin "sinyal iletim taşıyıcısı" ve "bileşen taşıyıcı platformu" olarak PCB seçimi, RF ünitesinin sinyal bütünlüğünü, ısı dağıtım verimliliğini ve uzun-vadeli güvenilirliğini doğrudan etkiler. Aşağıda, pratik uygulama ihtiyaçlarıyla uyumluluğu sağlamak amacıyla beş temel boyuttan 5G baz istasyonu RF ünitesi PCB'sine yönelik temel seçim noktaları özetlenmektedir.
1, Alt tabaka seçimi: Yüksek-frekanslı sinyal iletim performansını sağlamaya öncelik verin
5G baz istasyonlarının RF biriminin büyük miktarda yüksek-frekans sinyali iletmesi gerekir ve alt tabakanın elektriksel özellikleri, sinyal iletim kaybını ve kararlılığını doğrudan belirler. Seçim yaparken alt tabakanın yüksek-frekansa uyarlanabilirliğine özellikle dikkat edilmelidir.
Sıradan FR-4 alt tabakaların maliyetleri daha düşük olmasına rağmen, yüksek-frekans senaryolarında önemli miktarda sinyal kaybı ve bozulmaya maruz kalırlar ve bu da 5G RF birimlerinin gereksinimlerini karşılamayı zorlaştırır. Yüksek frekanslar için özel olarak tasarlanmış alt tabakaların seçilmesine öncelik verilmelidir. Bu alt tabakalar, reçine bileşimini ve cam elyaf yapısını optimize ederek yüksek frekanslı sinyallerin dielektrik kaybını ve dielektrik sabit stabilitesini etkili bir şekilde azaltabilir. Düşük dielektrik kaybı, iletim sırasında sinyallerin enerji tüketimini azaltarak sinyal gücünün standartları karşılamasını sağlayabilir; Kararlı dielektrik sabiti, çevresel değişikliklerin (sıcaklık artışı gibi) neden olduğu sinyal iletim hızı dalgalanmalarını önleyebilir ve 5G sinyallerinin senkronizasyonunu ve doğruluğunu garanti edebilir.
Bu arada alt tabakanın termal stabilitesinin de dikkatle dikkate alınması gerekir. 5G RF ünitelerinin çalışması sırasında önemli miktarda ısı açığa çıkıyor. Alt tabakanın termal genleşme katsayısı çok yüksekse, kartın yüksek sıcaklıklarda deforme olması kolaydır, bu da bileşen lehim bağlantılarının düşmesine veya devre kısa devrelerine neden olabilir. Bu nedenle, alt katmanın, RF ünitesinin normal çalışmasını etkilemeden uzun- vadeli yüksek sıcaklık koşulları altında yapısal stabiliteyi koruyabilmesini sağlamak için düşük termal genleşme katsayısına ve mükemmel yüksek sıcaklık direncine sahip bir alt katmanın seçilmesi gerekir.
2, Bakır kalınlığı seçimi: yüksek güç ve sinyal iletiminin ikili gereksinimlerine uygundur
5G baz istasyonlarının RF biriminin yüksek-frekanslı sinyaller iletmesi ve belirli bir gücü (güç amplifikasyon modüllerinin akım iletimi gibi) taşıması gerekir. Bakır kalınlığının seçimi, uygunsuz bakır kalınlığından kaynaklanan performans darboğazlarını önlemek için sinyal iletim kalitesini ve akım taşıma kapasitesini dengelemelidir.
Sinyal iletimi açısından bakıldığında, aşırı kalın bakır folyo, yüksek-frekans sinyallerinin cilt etkisi kaybını artırarak sinyal iletim verimliliğini etkileyebilir; İnce bakır folyo, kararsız empedans nedeniyle sinyal yansımasına veya parazite neden olabilir. RF birimi - içindeki farklı alanların işlevsel gereksinimlerine göre farklılaştırılmış bakır kalınlığı seçimi gereklidir; örneğin, düşük sinyal kaybı iletimini sağlamak üzere yüksek-frekanslı sinyal iletim yolları için uygun bir geleneksel bakır kalınlığının seçilmesi; Akım taşıma kapasitesini arttırmak ve aşırı akım nedeniyle bakır folyonun aşırı ısınmasını ve yanmasını önlemek için güç amplifikasyon modülünün akım yolunun bakır kalınlığının uygun şekilde arttırılması gerekir.
Ayrıca bakır folyonun yapışma mukavemetine de dikkat edilmesi gerekmektedir. 5G radyo frekans ünitesi uzun süre titreşime (baz istasyonu ekipmanının çalışması sırasında hafif titreşimler gibi) ve sıcaklık döngüsüne maruz kalır. Bakır folyo alt tabakaya sıkı bir şekilde yapıştırılmazsa, bakır folyonun soyulması kolaydır ve bu da devrenin kırılmasına neden olur. Bu nedenle, seçim yaparken, bakır folyonun 5G baz istasyonlarının uzun süreli-çalışmasına yönelik güvenilirlik gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için yapışma performansı test sonuçlarının doğrulanması gerekir.
3, Lehim maskesi seçimi: Yalıtım koruması ve yüksek-frekans adaptasyonunun dengelenmesi
Lehim maskesi katmanının yalnızca PCB bakır folyoyu oksidasyon ve korozyondan koruması gerekmez, aynı zamanda lehim maskesi katmanının sinyal iletimini etkileyen düşük performansını önlemek için 5G RF birimlerinin yüksek-frekans ortamına da uyum sağlaması gerekir.
Sıradan lehim direnci, yüksek dielektrik sabiti veya aşırı dielektrik kaybı nedeniyle sinyal iletim kaybını artırabilir ve hatta yüksek{0}}frekans senaryolarında sinyal girişimine neden olabilir. Daha yüksek dielektrik özelliklere ve alt tabaka uyumluluğuna sahip olan, yüksek-frekans sinyalleri üzerindeki etkiyi azaltabilen ve kararlı sinyal iletimini sağlayabilen yüksek frekans uyarlamalı lehim direnci seçilmelidir. Aynı zamanda, lehim maskesi katmanının sıcaklık direnci ve hava koşullarına dayanıklılığının standartları karşılaması gerekir. 5G baz istasyonları çoğunlukla açık havada kurulur ve bakır folyonun çatlamasını, soyulmasını ve korozyona uğramasını önlemek için lehim maskesi katmanının yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, nem ve ultraviyole radyasyon gibi karmaşık ortamlara dayanması gerekir.
Ayrıca lehim maskesi katmanının düzlüğü de önemlidir. Hassas RF bileşenleri (filtreler ve kuplörler gibi) genellikle RF birimlerine lehimlenir. Lehim maskesinin yüzeyi düzgün değilse, bileşenlerin dengesiz lehimlenmesine neden olarak sinyal bağlantılarının stabilitesini etkileyebilir. Seçim yaparken, bileşen kaynak gerekliliklerinin karşılandığından emin olmak için lehim maskesi katmanının kaplama prosesi ve düzlük test standartlarının doğrulanması gerekir.
4, Isı dağılımı tasarım adaptasyonuna dikkat edin: verimli ısı iletimine yardımcı olun
5G baz istasyonlarındaki RF ünitesinin güç yoğunluğu, çalışma sırasında nispeten yüksektir ve bu da kolayca büyük miktarda ısı üretebilir. Isı zamanında iletilmezse, bileşen sıcaklığının artmasına yol açarak performansı ve kullanım ömrünü etkiler. PCB seçiminde, verimli ısı yayılımını kolaylaştırmak için ısı yayılım tasarımının uyarlanması tamamen dikkate alınmalıdır.
Bir yandan, yüksek ısı üreten alanlarda (güç amplifikasyon modülleri gibi) metal bazlı PCB'lerin (alüminyum veya bakır substratlar gibi) kullanılması gibi ısı dağıtımı gereksinimlerine göre özel yapısal substratlar seçilebilir. Bu alt tabakalar mükemmel termal iletkenliğe sahiptir ve bileşenler tarafından üretilen ısıyı hızlı bir şekilde ısı dağıtma yapılarına (ısı emiciler ve fanlar gibi) aktararak yerel sıcaklıkları azaltabilir. Geleneksel alt tabakaların bir bütün olarak kullanılması halinde, yüksek ısı üreten alanlara termal iletken kanallar da eklenebilir veya ısı iletim kabiliyetini arttırmak için lokal olarak kalınlaştırılmış bakır katmanlar kullanılabilir.
Öte yandan PCB'nin yerleşim düzenine uyarlanabilirliğinin de dikkate alınması gerekir. Seçim yaparken, PCB kalınlığının ve boyutunun RF ünitesinin ısı dağıtım yapısına uygun olup olmadığını, örneğin PCB kalınlığının ısı emicinin kurulum gereksinimlerini karşılayıp karşılayamayacağını ve PCB tasarımı ile ısı dağıtım yapısı arasındaki, ısı dağıtım verimliliğini etkileyebilecek çatışmaları önlemek için yeterli ısı dağıtım kanalı alanının ayrılıp ayrılmadığını doğrulamak gerekir.
5, Güvenilirlik doğrulamasını vurgulayın: Uzun-vadeli istikrarlı çalışmayı sağlayın
5G baz istasyonlarının hizmet ömrü genellikle birkaç yıl, hatta on yıldan fazladır ve dağıtım sonrası bakım maliyeti yüksektir. RF birimi PCB'sinin son derece yüksek uzun vadeli güvenilirliğe sahip olması gerekir-. Seçim yaparken PCB'nin güvenilirlik doğrulama standartlarına ve sonuçlarına dikkat edilmelidir.
İlk olarak, PCB'nin yüksek sıcaklık ve yüksek nem döngü testleri, sıcaklık şok testleri, titreşim testleri, tuz püskürtme testleri vb. gibi sıkı çevresel güvenilirlik testlerini geçip geçmediğini doğrulamak gerekir. - bu testler, dış mekan baz istasyonu işleminin karmaşık ortamını simüle edebilir, PCB'nin uzun-dönemli zorlu koşullar altında performans stabilitesini doğrulayabilir ve PCB'nin çevresel faktörlerden dolayı zamanından önce arızalanmasını önleyebilir.
İkinci olarak, PCB'nin elektriksel performansının standartları karşıladığından ve kısa devre veya açık devre gibi potansiyel risklerin bulunmadığından emin olmak için dayanım gerilimi testi, yalıtım direnci testi, iletkenlik testi vb. gibi elektriksel güvenilirlik testleri göz ardı edilemez. Aynı zamanda, PCB'nin uzun süreli-kullanımı sırasında süreç kusurlarından kaynaklanan katmanlar arası soyulma ve lehim bağlantısının ayrılması gibi sorunların önlenmesi için, katmanlar arası bağlanma mukavemeti, lehim bağlantı güvenilirliği vb. gibi PCB'nin işlem güvenilirliğine de dikkat edilmelidir.