マイクロ波技術 - 5 G時代の高周波PCB-ロジャーズPCB

電子技術の発展に伴い。電子製品の生産には、高周波PCB材料などのますます多くの材料が必要である。ロジャーズを例にとる。Rogers PCB材料はRogers製の高周波PCB材料モデルであり、従来のPCB材料エポキシ樹脂とは異なる。それは陶磁器基の高周波材料で作られ、ガラス繊維を含まない。回路の動作周波数が500 MHz以上の場合、高周波PCB設計エンジニアが選択できる材料の範囲は大幅に減少します。

Rogers RO 4350 Bにより、無線周波数エンジニアはネットワークマッチング、伝送路インピーダンス制御などの回路設計を容易にすることができる。その誘電損失が低いため、R 04350 B材料は高周波応用において通常の回路材料よりも優れている。温度に対する誘電率の変動はほぼ同種材料の中で最も低かった。広い周波数範囲では、誘電率も3.48、設計推奨値3.66とかなり安定しています。LoPra塢¢銅箔は挿入損失を減らすことができる。これにより、この材料は広帯域アプリケーションに適している。

Rogers PCBセラミックス高周波PCB材料シリーズの分類：

Rogers RO 3000シリーズ：セラミック充填に基づくPTFE回路材料。ロジャーズのモデルは、RO 3003、RO 3006、RO 3010、RO 3035高周波積層板を含む。

Rogers RT 6000シリーズ：セラミック充填PTFE回路材料に基づいて、高誘電率を必要とする電子回路とマイクロ波回路のために設計されている。Rogersモデルは、RT 6006誘電率6.15、RT 6010誘電率10.2を含む。

ロジャーズTMMシリーズ：セラミックス、炭化水素、熱硬化性ポリマーをベースとした複合材料。ロジャーズの車種：TMM 3、TMM 4、TMM 6、TMM 10、TMM 10 i、TMM 13 i。待機中

現在、世界の5 Gレイアウトはますます加速している。従来の3 G/4 G基地局分散アーキテクチャは、BBU、RRU、および天給電システムに分類され、ここでRRUと天給電システムは給電線を介して接続されている。高周波での伝送損失のリスクが増加するため、統合RRUと天給電システムアーキテクチャは給電線上の信号損失を減少させ、伝送効率を向上させることができる。高度な統合により、大量に分散された部品がPCBボードに置換され、最終的にPCBの単位使用量が増加した。

5 G高周波によるPCB材料の高周波化

5 G時代には、高周波PCB（3 GPPは5 GNRサポートの周波数範囲を450 MHz-52.6 GHzと規定している）を使用しなければならない。理由は、

1.前四世代通信技術の反復を経て、低周波セグメントの資源はすでに占有され、5 G発展に利用できる資源は多くない、

2.周波数が高いほど、ロード可能な情報が多くなり、リソースも豊富になります。これにより、伝送速度を高くすることもできます（例えば、100 MHzでは20 MHzチャネルを5つしか分離できませんが、1 GHzでは20 MHzチャネルを50つ分離することができます）。

負荷による共振現象と伝送路効果の影響により、電磁波の周波数が高いほど減衰が深刻になる。高周波で効率的な伝送を実現するためには、トランシーバと伝送装置上の信号損失を制御する必要がある。対応する軸受装置は、従来のPCB材料から高周波PCB材料（例えばRogers 4350）に変化する。具体的には、端末アンテナは、最初はPIを主材料とするFPC（フレキシブル回路基板）を用いていた。しかし、PIの高誘電率（Dk、誘電体バリア電子を伝播する能力）と誘電損失（Df、伝播媒体が電気エネルギーを熱エネルギーに変換する能力）のため、伝播効率が低く、そのため、PIの代わりにDkとDfの低い液晶ポリマー（LCP）を用いる傾向が顕著になっている。現在、アップルはLCPを発売しており、LCP材料は将来の主流材料になる見込みで、アップルを例に挙げると、iPhone Xの単一LCPモジュールは約4-5ドル/アンテナであるのに対し、従来のPIアンテナは0.4ドル/アンテナである。単位価値は大きく向上する余地がある。

基地局アンテナはまた、Rogers 4350などの高周波材料を使用する必要がある。現在、主流のソリューションはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）または炭化水素PCB（良好な誘電財産を有する）を使用することである。価格は3000-6000元/平方メートル前後、一般PCBの価格は1900元/平方メートル前後。単位値は約1.5〜3倍増加した。3 G/4 G基地局RRUには高周波交流ボードが必要であり、RF電力増幅器のPCBボードにはRogers 4350などの高周波材料を使用する必要があるが、コスト削減のためにFR 4と高周波基板が混在する。5 G AAUにおける高周波交流ボードのRogers 4350などの高周波PCBPCB材料への需要が増加し、PCBボードにおける高周波材料の使用が増加し、単板の価値が向上する。

5 G時代に構築された3つのシーン（eMBB、mMTC、uRLCC）は、データ爆発の時代に突入し、データ量が噴出することを意味しています。5 Gの商業化に伴い、2025年までに、中国の5 G接続数は4億2800万に達し、5年間の複合成長率は155.61%に達する。データ需要の井噴は通信設備にデータ処理能力を向上させ、対応する高周波PCB材料は多層的な発展が期待され、また、高周波PCBの価格もそれに応じて増加している。