Prontu à fà prughjetti 5G/IoT ? Leghjite questu articulu per una panoramica di a cuncepzione di PCB HDI per 5G è IoT
A cuncepzione è a pruduzzione di PCB anu evolutu annantu à l'anni. Da semplici circuiti stampati à una sola faccia o multistrato, à PCB à alta densità (HDI) assai sofisticati. Ogni avanzamentu tecnologicu in i circuiti stampati pò esse adupratu in diverse tecnulugie. Una di queste tecnulugie hè u 5G o IoT. PCB UET (https://uetpcb.com/hdi-pcbs/) hè specializata in sti pannelli HDI adattati per u 5G è l'IoT cù prestazioni RF è digitale ottimizzate.
Perchè hè necessariu HDI per u 5G/IoT?
I dispusitivi 5G operanu in a gamma di frequenza estremamente alta (Sub-6 GHz à 28-39 GHz mmWave). Ci sò diverse cunsiderazioni di cuncepimentu quandu si travaglia cù queste frequenze perchè:
- Una frequenza operativa più alta si traduce in una maggiore perdita o attenuazione in certi materiali PCB.
- A tolleranza di layout diminuisce quandu a lunghezza d'onda di u signale diminuisce.
- I fori passanti ordinari ponu pruduce "stubs" chì ponu agisce cum'è antenne.
- A diafonia è l'EMI aumentanu cù a frequenza di funziunamentu.
- L'antenne 5G sò ultra sensibili à e tracce, e vie è i disinni di versamentu di rame.
Cumincià un cuncepimentu di PCB 5G
Duvete definisce u vostru stackup di PCB prima di inizià u vostru disignu di PCB HDI. In più di questu, definite u materiale PCB sceltu.
Materiali PCB sub-GHz
Sè vo travagliate in a gamma Sub-6 GHz (3 – 6 GHz), pudete aduprà laminati PCB d'altu rendimentu cum'è:
- Megtron 6 (da Panasonic)
- I-Speed (da Isola)
- Rogers 4350B
- Rogers 403C
Tuttavia, sè avete un budgetu strettu, pudete sceglie:
- FR4 o FR-4 à alta Tg
Quessi sò significativamente più economici cà i materiali citati prima. Un materiale FR-4 à alta Tg hè simplicemente un FR-4 cù una temperatura di transizione vetrosa (Tg) alta. Pudete aduprà questi materiali se i vostri margini di prestazione u permettenu.
Materiali PCB mmWave
Sè vo travagliate in mmWave (24-40+ GHz), averete sicuramente bisognu di un laminatu PCB di frequenza più alta, cum'è:
- Rogers 5880
- Rogers 4350B
- PTFE (laminati à basa di Teflon)
- LCP (Polimeru di Cristalli Liquidi)
- Accumuli ibridi
Una volta chì avete definitu i vostri materiali PCB, pudete procedere à definisce u vostru stack-up PCB HDI.
Cumu determinà u ghjustu Stackup di PCB HDI
Hè megliu determinà l'impilamentu ottimale di PCB HDI prima di puntà à a più alta densità di routing pussibule nantu à e vostre schede.
Determina a Frequenza Operativa è u Materiale PCB
Prima, determinate a frequenza operativa di u vostru prughjettu, chì deve ancu riflettà i materiali PCB da aduprà. Cum'è digià mintuvatu, ci sò diversi materiali chì pudete aduprà per Sub-GHz è mmWave. Inoltre, duverete cunnosce u prucessu di fabricazione chì avete intenzione di aduprà per quellu PCB.
Routing à bassa o alta densità
A densità di routing indica quale stackup di PCB aduprà. Date un'ochjata à i vostri cumpunenti, in particulare i BGA. I passi BGA di 0.8 mm - 1 mm ùn anu micca bisognu di HDI, mentre chì i passi sottu à 0.65 mm li necessitanu. Esempi di passi bassi includenu 0.5 mm, 0.4 mm è 0.3 mm. I passi più fini ponu richiede tecnulugia microvia o via-in-pad.
Determinà a distribuzione di putenza
Avè abbastanza strati di putenza, terra è pianu hè cruciale per avè una erogazione di putenza stabile. Stu prucessu affetterà u numeru è a distribuzione di i vostri strati. Inoltre, i strati di terra aiutanu à determinà e caratteristiche di e linee cuntrullate da impedenza è a schermatura di e linee di signale. In generale, questi strati affetteranu sicuramente a vostra densità di routing.
Determinate u vostru Stackup inseme cù i vostri bisogni di cuncepimentu
U vostru prughjettu dice assai nantu à u stackup HDI chì avete bisognu. Per esempiu, sè vi interessanu i moduli RF di livellu d'entrata o i prudutti di sensori IoT, pudete sceglie stackup più simplici. Quandu si passa à i moduli 5G è i chipset WiFi 6 o 7, averete bisognu di un pitch di signale PCB più fine è di una struttura di via avanzata. U passaghju à i modem 5G è i gateway IoT avanzati richiede strutture di via più sofisticate, una densità di routing più alta è percorsi d'interconnessione ultra-corti. Quì sottu hè una tabella chì pudete aduprà cum'è riferimentu:
| Accumulazione di PCB HDI | Tipu di prughjettu | Vantaghju/Svantaghju di Stackup |
| 1-N-1 | RF di livellu d'entrata, sensori IoT, elettronica di cunsumu | Costu bassu, fabricazione più simplice |
| 2-N-2 | RF di gamma media, Moduli 5G, Chipset Wifi 6/7 | Costu equilibratu, fabricazione cumplessa |
| 3-N-3 o 4-N-4 | RF di fascia alta, modem 5G, gateway IoT | Costu altu, tempu di consegna longu, fabricazione cumplessa |
| Qualsiasi stratu | Applicazioni di fascia alta, servitori, aerospaziale, mediche, militari | Costu elevatu, rendimentu più bassu, tempu di consegna longu, fabricazione cumplessa |
Cumu ottene un routing à più alta densità
Aduprà a tecnulugia Microvia
I microvia vi permettenu di passà per i punti stretti di u vostru PCB HDI mentre aiutanu ancu à eliminà i stub chì generanu rumore. U tipu di microvia chì pudete aduprà dipende da u vostru prucessu di fabricazione. Idealmente, puderete generà routing di più alta densità aduprendu microvia perforate à laser.
Una tecnulugia fundamentale da aduprà hè l'impilamentu di microvie. Puderete passà da un stratu à l'altru senza occupà assai spaziu verticale. Pudete ancu sfalsà e vostre microvie, ancu s'ellu pò piglià più spaziu, ma pò esse più affidabile. E mirovie sfalsate sò menu propensi à crepe, fallimentu di cicli termichi è delaminazione.
Usendu Via in Pad
Via-in-pad offre una via digià nantu à i pads BGA. Sta caratteristica pò richiede un riempimentu di rame è un prucessu di planarizazione. Hè più faciule di sparte una via in un pad, postu chì ùn ci hè bisognu di impilà o sfalsà e vie. Hè cunsigliatu di utilizà via-in-pad quandu si routanu BGA à passu ultra fine in modu pulitu. Tuttavia, ci sò svantaghji à aduprà via-in-pad, cum'è a saldatura, i vuoti è e crepe, è prublemi di affidabilità.
Aduprà tracce di linea fina/spaziu
L'imaghjini laser dirette (LDI) pò aiutà à ottene larghezze di traccia finu à 75 um. Sè avete bisognu di linee più fini, a fabricazione cù ramatura semi-additiva (SAP/mSAP) pò aiutà à riduce e vostre tracce finu à 25 um. Nutate bè chì pudete avè bisognu di un prucessu di incisione cuntrullatu quandu aduprate queste tecniche di fabricazione avanzate.
Prucessu di cuncepimentu strategicu
L'ingegnere di PCB deve esse incaricatu di sviluppà un prucessu di cuncepimentu strategicu per a cuncepimentu di u PCB. U piazzamentu currettu di i cumpunenti critichi, cum'è i BGA è i cumpunenti/moduli RF, deve esse in cima à a lista. A pianificazione attenta di u fan-out o di u routing di escape di i BGA permette u routing cumpletu di a rete di a vostra scheda; altrimenti, pudete finisce cù reti o tracce intrappulate. Inoltre, tutte e linee à impedenza cuntrullata devenu esse gestite attentamente utilizendu strumenti è strategie di integrità di u signale.
cunchiusioni
Averete bisognu di una selezzione attenta di u materiale PCB, di prucessi di fabricazione avanzati è di un stackup PCB ben cuncipitu per ottene un cablaggio di più alta densità per i vostri prughjetti PCB 5G è IoT. In più di questu, una attenta pianificazione di i cumpunenti è tecniche di routing sò essenziali per evità cumplicazioni è ritardi innecessarii per ghjunghje à u vostru cablaggio à u 100%. UET PCB, cù i so più di 15 anni di sperienza in a fabricazione è l'assemblea di PCB, pò aiutà vi cù tutti i vostri bisogni di fabricazione 5G è IoT.