Dall’applicazione diffusa di dispositivi intelligenti alla profonda trasformazione dell’automazione industriale, le prestazioni delle schede di comunicazione 5G, in quanto componente portante principale della tecnologia 5G, influiscono direttamente sull’efficienza e sulla stabilità dell’intero sistema di comunicazione. La chiave per le prestazioni delle schede di comunicazione 5G dipende in gran parte dai materiali selezionati. I materiali idonei non dovrebbero solo soddisfare i requisiti tecnici di alta frequenza, alta velocità e bassa latenza per la comunicazione 5G, ma dovrebbero anche avere una buona stabilità, affidabilità e adattabilità a diversi scenari applicativi.
Laminato rivestito in rame: la pietra angolare della trasmissione del segnale
Il laminato rivestito in rame svolge un ruolo importante nella trasmissione del segnale nelle schede di comunicazione 5G ed è il materiale fondamentale nei moduli di circuiti integrati dei circuiti stampati. Con lo sviluppo dei prodotti di comunicazione 5G verso la miniaturizzazione e la grande capacità, sono stati imposti requisiti rigorosi per le prestazioni dei laminati rivestiti in rame- a frequenze e velocità più elevate, che i tradizionali laminati rivestiti in rame- non sono più in grado di soddisfare. In questo contesto, i laminati rivestiti in rame ad alta frequenza- a base di politetrafluoroetilene sono diventati un materiale chiave nell'era dell'alta frequenza e dell'alta velocità. Questo materiale ha caratteristiche come bassa costante dielettrica e bassa perdita dielettrica, che possono garantire un'elevata velocità di propagazione del segnale e nessuna distorsione durante la trasmissione.
Tessuto speciale in resina e fibra di vetro: migliora le prestazioni globali della tavola
FR-4, un substrato epossidico rinforzato con tessuto in fibra di vetro, è ampiamente utilizzato nei circuiti stampati delle stazioni base 5G. È composto da uno o più strati di tessuto in fibra di vetro impregnato con resina epossidica, dove il tessuto in fibra di vetro funge da materiale di rinforzo, fornendo isolamento e aumentando la resistenza; La resina speciale viene utilizzata come materiale di riempimento per incollare e migliorare le prestazioni della tavola. Per soddisfare i requisiti di affidabilità, complessità, prestazioni elettriche e prestazioni di assemblaggio dei prodotti PCB ad alta-frequenza e alta-velocità, molti produttori di materiali per substrati dei PCB hanno apportato miglioramenti alle resine speciali. Seguendo la tendenza dell'alta velocità e dell'alta frequenza, i principali materiali per PCB includono non solo la resina epossidica tradizionale, ma anche la resina di politetrafluoroetilene, la resina di bismaleimide triazina, la resina di cianato termoindurente, la resina di polifenilene etere termoindurente e la resina di poliimmide, dando vita a oltre 130 tipi di laminati rivestiti in rame. Per i circuiti stampati delle stazioni base, le proprietà dielettriche, la velocità di trasmissione del segnale e la resistenza al calore sono cruciali. Da questi indicatori chiave, i substrati in PTFE funzionano bene e le loro eccellenti proprietà dielettriche favoriscono la trasmissione completa e rapida dei segnali. Sono uno dei materiali in resina preferiti per i PCB delle stazioni base nell'era 5G.
Scheda ad alto valore Tg: adatta per requisiti di alta-frequenza e alta-velocità
Il valore Tg, noto anche come temperatura di transizione vetrosa, è un indicatore importante per misurare le prestazioni dei PCB ad alta-frequenza. Sullo sfondo dell'ascesa del 5G, dell'intelligenza artificiale e di altri settori, la domanda di PCB ad alte-prestazioni è aumentata in modo significativo, il che ha portato anche a un continuo aumento dei valori Tg. Le normali piastre con valore Tg (piastre FR4 con valori Tg inferiori a 120 gradi) non sono più in grado di soddisfare i requisiti della comunicazione 5G, mentre le piastre con valore Tg elevato (valori Tg generalmente superiori a 150 gradi) hanno mostrato vantaggi significativi nella trasmissione ad alta velocità e nei campi di comunicazione ad alta frequenza. Le schede ad alto valore Tg possono mostrare prestazioni più stabili e affidabili nei campi della comunicazione 5G e della trasmissione dati ad alta-velocità. Richiedono un rapporto d'onda stazionario di tensione longitudinale inferiore, una minore perdita di segnale causata dalla perdita dielettrica e un ritardo del segnale inferiore. Nella fase di elaborazione del PCB, le schede ad alto valore Tg hanno una migliore manutenibilità del flusso di elaborazione, affidabilità e compatibilità con altri materiali nella produzione, nell'impilamento, nel layout della scheda multi-strato e nella grafica impilata.
Materiali metallici: garantiscono la trasmissione del segnale e la dissipazione del calore
I materiali metallici sono indispensabili anche nelle schede di comunicazione 5G. Ad esempio, nella trasmissione dei segnali, il rame è un materiale conduttore comunemente utilizzato grazie alla sua buona conduttività, che può garantire una trasmissione efficiente dei segnali sui circuiti stampati. A causa della grande quantità di calore generato durante il funzionamento delle apparecchiature di comunicazione 5G, sono necessarie misure efficienti di dissipazione del calore per garantire il funzionamento stabile delle apparecchiature. Alcuni materiali metallici, come l'alluminio, vengono spesso utilizzati per realizzare componenti di dissipazione del calore come i dissipatori di calore grazie alla loro buona conduttività termica e al peso relativamente leggero. Inoltre, in alcuni scenari con requisiti elevati di schermatura elettromagnetica, vengono utilizzati materiali metallici con proprietà di schermatura elettromagnetica, come leghe di rame, leghe di alluminio, ecc. Coprendo questi materiali metallici sulla superficie o su aree specifiche del circuito, è possibile bloccare efficacemente le interferenze elettromagnetiche esterne, garantendo la stabilità della trasmissione del segnale all'interno della scheda di comunicazione 5G.
Materie plastiche e materiali compositi: un aiuto per la miniaturizzazione e l'alleggerimento
Con lo sviluppo delle apparecchiature di comunicazione 5G verso la miniaturizzazione e l'alleggerimento, l'applicazione di plastica e materiali compositi nelle schede di comunicazione 5G e nei relativi componenti sta diventando sempre più diffusa. Prendendo come esempio gli elementi dell’antenna, nell’era del 5G, a causa delle bande di frequenza più elevate e dell’uso della tecnologia Massive MIMO, la dimensione degli elementi dell’antenna è diventata più piccola e il numero è aumentato in modo significativo. L'oscillatore dell'antenna in plastica è realizzato in materiale plastico modificato contenente compositi metallici organici e forme tridimensionali 3D-complesse vengono prodotte in un unico passaggio attraverso lo stampaggio a iniezione. La superficie plastica viene poi metallizzata attraverso una tecnologia speciale. Questa soluzione non solo garantisce che l’antenna soddisfi le prestazioni elettriche del 5G, ma riduce anche notevolmente il peso del prodotto, riduce al minimo i processi pericolosi e consente di risparmiare sui costi. Allo stesso tempo, l'oscillatore in plastica 3D combinato con lo stampaggio a iniezione e la galvanica selettiva, due processi ad alta-precisione, possono soddisfare i requisiti di precisione degli oscillatori dell'antenna in scenari ad alta-frequenza superiori a 3,5G.
I materiali compositi dimostrano vantaggi unici anche nelle torri di comunicazione e nelle coperture delle antenne. Rispetto alle tradizionali strutture in acciaio, le torri di comunicazione realizzate in materiali compositi presentano vantaggi come leggerezza, resistenza alla corrosione e facilità di installazione. Ad esempio, le torri di comunicazione realizzate in materiali compositi in poliuretano sono più leggere e possono essere installate rapidamente anche in aree remote. Possono anche resistere a condizioni atmosferiche avverse come forti nevicate e forti venti e sono più convenienti-delle tradizionali torri in acciaio. Il rivestimento resistente ai raggi UV sulla superficie può anche prolungarne la durata. Le coperture dell'antenna richiedono buone caratteristiche di penetrazione delle onde elettromagnetiche e una resistenza meccanica sufficiente per resistere ad ambienti difficili. Nella tendenza 5G, i materiali compositi ad alte-prestazioni sono diventati una scelta popolare, come la plastica rinforzata con fibra di vetro comunemente utilizzata, che può fornire isolamento, anti-corrosione, protezione contro i fulmini, anti-interferenza, durata e un buon effetto di trasmissione delle onde.