5G-tukiaseman RF-yksikkö vastaa ydintoiminnoista 5G-signaalien lähettämisestä, vastaanottamisesta ja vahvistamisesta. Sen työympäristön on selviydyttävä haasteista, kuten korkeataajuinen signaalinsiirto, korkea-teholämmitys ja monimutkaiset ulkoolosuhteet (kuten lämpötilan vaihtelut, kosteuden muutokset, sähkömagneettiset häiriöt). RF-yksikön "signaalinsiirtokantajana" ja "komponenttikantoalustana" PCB:n valinta vaikuttaa suoraan signaalin eheyteen, lämmönpoistotehokkuuteen ja RF-yksikön pitkän aikavälin luotettavuuteen. Seuraavassa on hahmoteltu 5G-tukiaseman RF-yksikön PCB:n tärkeimmät valintapisteet viidestä ydinmittasta yhteensopivuuden varmistamiseksi käytännön sovellustarpeiden kanssa.
1, Substraatin valinta: aseta etusijalle korkeataajuisen signaalin{1}}lähetyksen suorituskyvyn varmistaminen
5G-tukiasemien RF-yksikön on lähetettävä suuri määrä korkeataajuisia signaaleja, ja substraatin sähköiset ominaisuudet määräävät suoraan signaalin lähetyshäviön ja vakauden. Valittaessa on kiinnitettävä erityistä huomiota substraatin-korkean taajuuden mukautumiseen.
Vaikka tavallisten FR-4-substraattien kustannukset ovat alhaisemmat, ne kärsivät huomattavasta signaalihäviöstä ja vääristymisestä korkean Etusijalle tulee antaa erityisesti korkeille taajuuksille suunniteltujen substraattien valinta. Nämä substraatit voivat vähentää tehokkaasti suurtaajuisten signaalien dielektristä häviötä ja dielektrisen vakion stabiilisuutta optimoimalla hartsikoostumusta ja lasikuiturakennetta. Pieni dielektrinen häviö voi vähentää signaalien energiankulutusta lähetyksen aikana ja varmistaa, että signaalin voimakkuus vastaa standardeja; Vakaa dielektrisyysvakio voi välttää ympäristömuutosten (kuten lämpötilan nousun) aiheuttamat signaalinsiirtonopeuden vaihtelut, mikä varmistaa 5G-signaalien synkronoinnin ja tarkkuuden.
Samaan aikaan alustan lämpöstabiilisuus on myös harkittava huolellisesti. 5G RF -yksiköiden käytön aikana syntyy huomattava määrä lämpöä. Jos alustan lämpölaajenemiskerroin on liian korkea, levy voi helposti vääntyä korkeissa lämpötiloissa, mikä voi johtaa komponenttien juotosliitosten irtoamiseen tai oikosulkuun. Siksi on tarpeen valita substraatti, jolla on alhainen lämpölaajenemiskerroin ja erinomainen korkean lämpötilan kestävyys, jotta voidaan varmistaa, että substraatti voi säilyttää rakenteellisen vakauden pitkäaikaisissa korkeissa lämpötiloissa vaikuttamatta RF-yksikön normaaliin toimintaan.
2, kuparin paksuuden valinta: sopii kaksinkertaiseen suuren tehon ja signaalin siirtoon
5G-tukiasemien RF-yksikön on lähetettävä korkeataajuisia-signaaleja ja kuljetettava tietty teho (kuten tehonvahvistusmoduulien nykyinen lähetys). Kuparin paksuuden valinnan tulee tasapainottaa signaalin lähetyksen laatu ja virransiirtokapasiteetti, jotta vältetään virheellisen kuparin paksuuden aiheuttamat suorituskyvyn pullonkaulat.
Signaalinsiirron näkökulmasta liian paksu kuparifolio voi lisätä korkeataajuisten-signaalien ihon vaikutusta, mikä vaikuttaa signaalin lähetyksen tehokkuuteen. Ohut kuparikalvo voi aiheuttaa signaalin heijastuksen tai ylikuulumisen epävakaan impedanssin vuoksi. Kuparin paksuuden eriytetty valinta vaaditaan RF-yksikön - eri alueiden toiminnallisten vaatimusten perusteella, esimerkiksi sopivan tavanomaisen kuparin paksuuden valitseminen korkeataajuisille signaalinsiirtoteille, jotta varmistetaan alhaisen signaalihäviön siirto; Tehonvahvistinmoduulin virtapolkua on lisättävä asianmukaisesti kuparin paksuudessa virrankantokyvyn parantamiseksi ja kuparifolion ylikuumenemisen ja palamisen välttämiseksi liiallisesta virrasta.
Lisäksi kuparifolion adheesiolujuus vaatii huomiota. 5G-radiotaajuusyksikkö altistuu pitkään tärinälle (kuten lievälle tärinälle tukiasemalaitteiden käytön aikana) ja lämpötilan vaihteluille. Jos kuparifolio ei ole kiinnitetty tiukasti alustaan, kuparikalvo on helppo irrota, mikä johtaa piirin katkeamiseen. Siksi valinnassa on varmistettava kuparikalvon tartuntatestin tulokset, jotta voidaan varmistaa, että se täyttää 5G-tukiasemien pitkäaikaisen toiminnan luotettavuusvaatimukset.
3, Juotosmaskin valinta: Tasapainottava eristyssuoja ja korkean taajuuden{1}}sovitus
Juotosmaskikerroksen ei tarvitse ainoastaan suojata PCB:n kuparikalvoa hapettumiselta ja korroosiolta, vaan sen on myös mukauduttava 5G RF -yksiköiden korkeataajuiseen ympäristöön, jotta juotosmaskikerroksen huono suorituskyky ei vaikuta signaalin lähetykseen.
Tavallinen juotosesto voi lisätä signaalin lähetyshäviötä ja jopa aiheuttaa signaalihäiriöitä korkean -taajuuden skenaarioissa suuren dielektrisyysvakion tai liiallisen dielektrisen häviön vuoksi. On valittava suurtaajuinen adaptiivinen juotosesto, jolla on paremmat dielektriset ominaisuudet ja substraatin yhteensopivuus, joka voi vähentää vaikutusta suurtaajuisiin signaaleihin ja varmistaa vakaan signaalin lähetyksen. Samanaikaisesti juotosmaskikerroksen lämpötilan ja säänkestävyyden on täytettävä standardit -5G-tukiasemat ovat enimmäkseen ulkona, ja juotosmaskikerroksen on kestettävä monimutkaisia ympäristöjä, kuten korkea lämpötila, alhainen lämpötila, kosteus ja ultraviolettisäteily, jotta vältetään halkeilu, kuoriutuminen ja kuparifolion altistumisen korroosio.
Lisäksi juotosmaskikerroksen tasaisuus on myös tärkeä. Tarkat RF-komponentit (kuten suodattimet ja liittimet) juotetaan usein RF-yksiköihin. Jos juotosmaskin pinta on epätasainen, se voi johtaa komponenttien epävakaaseen juottamiseen, mikä vaikuttaa signaaliliitäntöjen vakauteen. Valittaessa on tarpeen vahvistaa juotosmaskikerroksen pinnoitusprosessi ja tasaisuustestausstandardit, jotta voidaan varmistaa komponenttien hitsausvaatimusten täyttyminen.
4, Kiinnitä huomiota lämmönpoistosuunnittelun mukauttamiseen: auta tehokkaassa lämmönjohtamisessa
RF-yksikön tehotiheys 5G-tukiasemissa on käytön aikana suhteellisen korkea, mikä voi helposti tuottaa suuren määrän lämpöä. Jos lämpöä ei voida johtaa ulos ajoissa, se johtaa komponenttien lämpötilan nousuun, mikä vaikuttaa suorituskykyyn ja käyttöikään. Piirilevyä valittaessa tulisi ottaa täysin huomioon lämmönpoistosuunnittelun mukauttaminen tehokkaan lämmön diffuusion helpottamiseksi.
Toisaalta erityisiä rakenteellisia substraatteja voidaan valita lämmönpoistovaatimusten mukaan, kuten käyttämällä metallipohjaisia piirilevyjä (kuten alumiini- tai kuparisubstraatteja) korkean lämmöntuottoalueilla (kuten tehonvahvistusmoduulien alla). Näillä substraateilla on erinomainen lämmönjohtavuus ja ne voivat siirtää komponenttien tuottaman lämmön nopeasti lämmönpoistorakenteisiin (kuten jäähdytyslevyihin ja puhaltimiin), mikä alentaa paikallisia lämpötiloja. Jos käytetään tavanomaisia substraatteja kokonaisuutena, lämpöä johtavia läpivientejä voidaan lisätä myös voimakkaasti lämpöä tuottaville alueille tai paikallisesti paksunnettuja kuparikerroksia voidaan käyttää parantamaan lämmönjohtavuutta.
Toisaalta on myös otettava huomioon piirilevyn asettelun mukautuvuus. Valittaessa on tarpeen varmistaa, vastaavatko piirilevyn paksuus ja koko RF-yksikön lämmönpoistorakennetta, kuten voiko piirilevyn paksuus täyttää jäähdytyslevyn asennusvaatimukset ja onko riittävästi lämmönpoistokanavatilaa varattu, jotta vältetään ristiriidat piirilevyn suunnittelun ja lämmönpoistorakenteen välillä, mikä voi vaikuttaa lämmönpoiston tehokkuuteen.
5, Korosta luotettavuuden todentamista: varmista pitkäaikainen-vakaa toiminta
5G-tukiasemien käyttöikä on yleensä useita vuosia tai jopa yli kymmenen vuotta, ja käyttöönoton jälkeiset ylläpitokustannukset ovat korkeat. RF-yksikön piirilevyllä on oltava erittäin korkea-pitkäaikainen luotettavuus. Valittaessa tulee kiinnittää huomiota piirilevyn luotettavuuden tarkastusstandardeihin ja tuloksiin.
Ensinnäkin on varmistettava, onko piirilevy läpäissyt tiukat ympäristöluotettavuustestit, kuten korkean lämpötilan ja korkean kosteuden kiertotestit, lämpötilashokkitestit, tärinätestit, suolasuihkutestit jne.. - näillä testeillä voidaan simuloida ulkotukiaseman monimutkaista toimintaympäristöä, varmistaa piirilevyn suorituskyvyn vakaus pitkäaikaisissa{1}}piirilevyn ankarissa ympäristötekijöissä ja välttää PCB:n ennenaikaiset vauriot.
Toiseksi sähköistä luotettavuustestausta ei voida jättää huomiotta, kuten kestävyysjännitetestausta, eristysresistanssitestausta, johtavuustestausta jne., jotta varmistetaan, että piirilevyn sähköinen suorituskyky täyttää standardit ja ettei siinä ole mahdollisia riskejä, kuten oikosulkuja tai avointa virtapiiriä. Samalla tulee kiinnittää huomiota piirilevyn prosessin luotettavuuteen, kuten kerrosten väliseen sidoslujuuteen, juotosliitosten luotettavuuteen jne., jotta vältetään ongelmat, kuten kerrosten välinen kuoriutuminen ja juotosliitoksen irtoaminen, jotka johtuvat prosessivirheistä PCB:n pitkäaikaisen käytön aikana.