Tecnologia RF - PCB ad alta frequenza nell'era 5G - Rogers PCB

Con lo sviluppo della tecnologia elettronica. La produzione di prodotti elettronici richiede anche sempre più materiali, come i materiali PCB ad alta frequenza. Prendiamo Rogers come esempio. Il materiale PCB Rogers è un modello di materiale PCB ad alta frequenza prodotto da ROGERS, che è diverso dalla resina epossidica convenzionale del materiale PCB. È fatto di materiale ceramico ad alta frequenza senza fibra di vetro. Quando la frequenza di lavoro del circuito è superiore a 500 MHz, la gamma di materiali che possono essere selezionati dagli ingegneri di progettazione PCB ad alta frequenza è notevolmente ridotta.

Rogers RO4350B consente agli ingegneri RF di progettare circuiti convenientemente, come la corrispondenza della rete, il controllo dell'impedenza delle linee di trasmissione, ecc A causa della sua bassa perdita dielettrica, il materiale R04350B ha più vantaggi rispetto ai materiali del circuito ordinario nelle applicazioni ad alta frequenza. La sua costante fluttuazione dielettrica con la temperatura è quasi la più bassa tra materiali simili. Nell'ampia gamma di frequenze, la sua costante dielettrica è anche abbastanza stabile a 3,48 e il valore raccomandato di progettazione è 3,66. LoPra ™ Foglio di rame può ridurre la perdita di inserzione. Questo rende il materiale adatto per applicazioni a banda larga.

Classificazione di serie di materiali ceramici PCB ad alta frequenza di Rogers PCB:

Rogers RO3000 serie: materiali del circuito PTFE basati su riempimento ceramico. I modelli Rogers includono: laminato ad alta frequenza RO3003, RO3006, RO3010, RO3035.

Serie Rogers RT6000: a base di materiali ceramici riempiti in PTFE, progettati per circuiti elettronici e circuiti a microonde che richiedono un'elevata costante dielettrica. I modelli Rogers includono: RT6006 costante dielettrica 6,15, RT6010 costante dielettrica 10,2.

Rogers serie TMM: materiali compositi a base di ceramica, idrocarburi e polimeri termoindurenti. Modelli Rogers: TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i, TMM13i. aspetta

Attualmente, il layout globale 5G sta accelerando sempre più. L'architettura distribuita tradizionale della stazione base 3G/4G può essere divisa in BBU, RRU e sistema di alimentazione dell'antenna, dove RRU e sistema di alimentazione dell'antenna sono collegati tramite alimentatore. A causa dell'aumento del rischio di perdita di trasmissione ad alta frequenza, l'architettura integrata del sistema di alimentazione RRU e antenna può ridurre la perdita di segnale sull'alimentatore e migliorare l'efficienza di trasmissione. L'elevata integrazione rende un gran numero di componenti sparsi sostituiti da schede PCB e, infine, aumenta l'utilizzo dell'unità di PCB.

La frequenza ad alta frequenza 5G rende i materiali PCB ad alta frequenza

Nell'era 5G, è necessario utilizzare PCB ad alta frequenza (3GPP ha specificato che la gamma di frequenze supportata da 5GNR è 450MHz-52.6GHz).

1. dopo l'iterazione delle precedenti quattro generazioni di tecnologia di comunicazione, le risorse nella banda a bassa frequenza sono state occupate e le risorse che possono essere utilizzate per lo sviluppo 5G non sono molte;

2. Più alta è la frequenza, più informazioni possono essere caricate e più ricche le risorse, che possono anche rendere la velocità di trasmissione più alta (ad esempio, in 100MHz, solo cinque canali 20MHz possono essere separati, mentre in 1GHz, 50 canali 20MHz possono essere separati).

A causa del fenomeno di risonanza causato dal carico e dall'influenza dell'effetto della linea di trasmissione, maggiore è la frequenza dell'onda elettromagnetica, più grave è l'attenuazione. Per ottenere una trasmissione efficiente ad alta frequenza, è necessario controllare la perdita del segnale sul ricetrasmettitore e sul dispositivo di trasmissione. Il dispositivo cuscinetto corrispondente cambierà dal materiale PCB convenzionale al materiale PCB ad alta frequenza (come Rogers 4350). Nello specifico, l'antenna terminale originariamente utilizzava FPC (circuito flessibile) con PI come materiale principale, tuttavia, a causa dell'alta costante dielettrica (Dk, la capacità del mezzo di propagazione di bloccare gli elettroni) e della perdita dielettrica (Df, la capacità del mezzo di propagazione di convertire l'energia elettrica in energia termica) di PI, l'efficienza di propagazione è bassa, Quindi la tendenza di sostituire PI con polimero a cristalli liquidi (LCP) con Dk e Df inferiori è sempre più evidente. Attualmente, Apple ha introdotto LCP, e il materiale LCP dovrebbe diventare il materiale principale in futuro, prendendo Apple come esempio. Il singolo modulo LCP in iPhone X è di circa 4-5 dollari/antenna, mentre l'antenna PI tradizionale è di 0,4 dollari/antenna. C'è spazio significativo per migliorare il valore unitario.

L'antenna della stazione base deve anche utilizzare materiali ad alta frequenza (come Rogers 4350). Attualmente, la soluzione principale è quella di utilizzare politetrafluoroetilene (PTFE) o PCB idrocarburi (con proprietà dielettriche molto buone). Il prezzo è di circa 3000-6000 yuan/metro quadrato e il prezzo del PCB ordinario è di circa 1900 yuan/metro quadrato. Il valore unitario aumenta di circa 1,5-3 volte. La stazione base 3G / 4G RRU ha bisogno di una scheda CA ad alta frequenza, la scheda PCB dell'amplificatore di potenza RF deve utilizzare materiali ad alta frequenza (come Rogers 4350), ma per risparmiare sui costi, FR4 e substrato ad alta frequenza saranno mescolati insieme. La domanda di schede CA a media e alta frequenza AAU 5G per materiali PCBPCB ad alta frequenza (come Rogers 4350) aumenterà e l'uso di materiali ad alta frequenza nelle schede PCB aumenterà, aumentando così il valore delle schede singole.

I tre scenari costruiti nell'era 5G (eMBB, mMTC, uRLLC) significano che stiamo per entrare nell'era dell'esplosione dei dati e la quantità di dati sarà un blowout. Con la commercializzazione del 5G, il numero di connessioni 5G in Cina raggiungerà 428 milioni entro il 2025 e il tasso di crescita composto quinquennale raggiungerà il 155,61%. L'esplosione della domanda di dati costringe le apparecchiature di comunicazione a migliorare la capacità di elaborazione dei dati e i corrispondenti materiali PCB ad alta frequenza dovrebbero svilupparsi verso multistrato, e il prezzo del PCB ad alta frequenza è anche aumentato di conseguenza.