יחידת ה-RF של תחנת בסיס 5G אחראית על פונקציות הליבה של שידור, קבלה והגברה של אותות 5G. סביבת העבודה שלו צריכה להתמודד עם אתגרים כמו העברת אותות בתדר גבוה, חימום- בהספק גבוה ותנאי חוץ מורכבים (כגון תנודות טמפרטורה, שינויי לחות, הפרעות אלקטרומגנטיות). בתור "נושא שידור האותות" ו"פלטפורמת נושאת הרכיבים" של יחידת ה-RF, הבחירה ב-PCB משפיעה ישירות על שלמות האות, יעילות פיזור החום והאמינות -לטווח ארוך של יחידת ה-RF. להלן מתאר את נקודות הבחירה העיקריות עבור PCB של יחידת RF של תחנת בסיס 5G מחמישה ממדי ליבה כדי להבטיח תאימות לצרכי יישום מעשיים.
1, בחירת מצע: תעדוף הבטחת ביצועי העברת אותות-תדרים גבוהים
יחידת ה-RF של תחנות בסיס 5G צריכה לשדר כמות גדולה של אותות- בתדר גבוה, והמאפיינים החשמליים של המצע קובעים ישירות את אובדן שידור האות ואת היציבות. בעת הבחירה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת ליכולת ההסתגלות הגבוהה- לתדרים של המצע.
למרות שמצעי FR-4 רגילים יש עלויות נמוכות יותר, הם סובלים מאובדן אות ועיוות משמעותי בתרחישי-תדר גבוה, מה שמקשה לעמוד בדרישות של יחידות RF 5G. יש לתת עדיפות לבחירת מצעים שתוכננו במיוחד עבור תדרים גבוהים. מצעים אלה יכולים להפחית ביעילות את האובדן הדיאלקטרי ואת היציבות הקבועה הדיאלקטרית של אותות בתדר גבוה על ידי אופטימיזציה של הרכב השרף ומבנה סיבי הזכוכית. אובדן דיאלקטרי נמוך יכול להפחית את צריכת האנרגיה של אותות במהלך השידור, להבטיח שעוצמת האות עומדת בתקנים; קבוע דיאלקטרי יציב יכול למנוע תנודות במהירות שידור האות הנגרמות על ידי שינויים סביבתיים (כגון עליית טמפרטורה), ומבטיח את הסנכרון והדיוק של אותות 5G.
בינתיים, יש לשקול היטב את היציבות התרמית של המצע. במהלך ההפעלה של יחידות RF 5G, נוצרת כמות משמעותית של חום. אם מקדם ההתפשטות התרמית של המצע גבוה מדי, קל ללוח להתעוות בטמפרטורות גבוהות, מה שעלול לגרום לנפילת מפרקי הלחמה של רכיבים או לקצר חשמלי. לכן, יש צורך לבחור מצע בעל מקדם התפשטות תרמית נמוך ועמידות מצוינת בטמפרטורה גבוהה כדי להבטיח שהמצע יכול לשמור על יציבות מבנית בתנאי טמפרטורה גבוהה-לטווח ארוך מבלי להשפיע על הפעולה הרגילה של יחידת ה-RF.
2, בחירת עובי נחושת: מתאים לדרישות כפולות של הספק גבוה והעברת אותות
יחידת ה-RF של תחנות בסיס 5G צריכה לשדר אותות- בתדר גבוה ולשאת הספק מסוים (כגון שידור נוכחי של מודולי הגברה הספק). בחירת עובי הנחושת צריכה לאזן את איכות שידור האות ויכולת נשיאת הזרם כדי למנוע צווארי בקבוק בביצועים הנגרמים מעובי נחושת לא תקין.
מנקודת המבט של העברת אותות, רדיד נחושת עבה מדי עלול להגביר את אובדן אפקט העור של אותות- בתדר גבוה, ומשפיע על יעילות העברת האות; רדיד נחושת דק עלול לגרום לשתקפות אות או דיבור צולב עקב עכבה לא יציבה. נדרשת בחירה מובחנת של עובי נחושת בהתבסס על הדרישות הפונקציונליות של אזורים שונים בתוך יחידת ה-RF - למשל, בחירת עובי נחושת קונבנציונלי מתאים לנתיבי שידור אות- בתדר גבוה כדי להבטיח שידור נמוך של אובדן אות; יש להגדיל את נתיב הזרם של מודול הגברת ההספק כראוי בעובי הנחושת כדי לשפר את יכולת נשיאת הזרם ולמנוע התחממות יתר של רדיד נחושת ושריפה עקב זרם מופרז.
בנוסף, חוזק ההידבקות של נייר נחושת דורש גם תשומת לב. יחידת תדר הרדיו 5G חשופה לרטט (כגון רעידות קלות במהלך פעולת ציוד תחנות בסיס) ולמחזורי טמפרטורה במשך זמן רב. אם נייר הנחושת אינו מחובר היטב למצע, קל לרדיד הנחושת להתקלף, מה שמוביל לשבר במעגל. לכן, בעת הבחירה, יש צורך לאשר את תוצאות בדיקת ביצועי ההידבקות של רדיד הנחושת כדי להבטיח שהוא עומד בדרישות האמינות להפעלה ארוכת טווח של-תחנות בסיס 5G.
3, מבחר מסכת הלחמה: איזון הגנת בידוד והתאמת-תדר גבוה
שכבת מסכת ההלחמה לא רק צריכה להגן על רדיד הנחושת PCB מפני חמצון וקורוזיה, אלא גם צריכה להסתגל לסביבת-תדר גבוה של יחידות RF 5G כדי למנוע ביצועים גרועים של שכבת מסכת ההלחמה המשפיעים על העברת האות.
התנגדות הלחמה רגילה עלולה להגביר את אובדן שידור האות ואף לגרום להפרעות אות בתרחישי-תדר גבוה עקב קבוע דיאלקטרי גבוה או אובדן דיאלקטרי מופרז. יש לבחור התנגדות הלחמה אדפטיבית לתדר גבוה, בעל תכונות דיאלקטריות גבוהות יותר ותאימות מצע, יכול להפחית את ההשפעה על אותות- בתדר גבוה ולהבטיח שידור אות יציב. יחד עם זאת, ההתנגדות לטמפרטורה ועמידות מזג האוויר של שכבת מסכת ההלחמה צריכים לעמוד בתקנים - תחנות בסיס 5G פרוסות לרוב בחוץ, ושכבת מסכת ההלחמה צריכה לעמוד בסביבות מורכבות כמו טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, לחות וקרינה אולטרה סגולה כדי למנוע סדקים, קילוף וקורוזיה של חשיפה לרדיד נחושת.
בנוסף, ישנה חשיבות גם לשטיחות של שכבת מסכת ההלחמה. רכיבי RF מדויקים (כגון מסננים ומצמדים) מולחמים לרוב על יחידות RF. אם פני השטח של מסכת ההלחמה אינם אחידים, הדבר עלול לגרום להלחמה לא יציבה של הרכיבים, להשפיע על יציבות חיבורי האות. בעת הבחירה, יש צורך לאשר את תהליך הציפוי ואת תקני בדיקת השטיחות של שכבת מסכת ההלחמה כדי להבטיח שדרישות הריתוך של הרכיבים מתקיימים.
4, שימו לב להתאמת עיצוב פיזור חום: לסייע בהולכת חום יעילה
צפיפות ההספק של יחידת ה-RF בתחנות בסיס 5G גבוהה יחסית במהלך הפעולה, מה שיכול בקלות לייצר כמות גדולה של חום. אם לא ניתן להזרים את החום בזמן, זה יוביל לעלייה בטמפרטורת הרכיב, שישפיע על הביצועים ותוחלת החיים. הבחירה של PCB צריכה לשקול באופן מלא את ההתאמה של עיצוב פיזור חום כדי להקל על פיזור חום יעיל.
מצד אחד, ניתן לבחור מצעים מבניים מיוחדים על פי דרישות פיזור חום, כגון שימוש ב-PCB מבוססי מתכת (כגון מצעי אלומיניום או נחושת) באזורים המייצרים חום גבוה (כגון מודולים תחת הגברה כוח). מצעים אלה הם בעלי מוליכות תרמית מצוינת והם יכולים להעביר במהירות את החום שנוצר על ידי רכיבים למבנים של פיזור חום (כגון גופי קירור ומאווררים), תוך הפחתת טמפרטורות מקומיות. אם משתמשים במצעים קונבנציונליים כמכלול, ניתן להוסיף דרך מוליכים תרמית גם באזורים המייצרים חום גבוה או להשתמש בשכבות נחושת מעובה מקומית כדי לשפר את יכולת הולכת חום.
מצד שני, יש לקחת בחשבון גם את יכולת ההתאמה של הפריסה של PCB. בעת הבחירה, יש צורך לאשר האם העובי והגודל של ה-PCB תואמים למבנה פיזור החום של יחידת ה-RF, כגון האם עובי ה-PCB יכול לעמוד בדרישות ההתקנה של גוף הקירור, והאם שמור מקום מספיק בערוץ פיזור החום כדי למנוע התנגשויות בין תכנון ה-PCB למבנה פיזור החום, מה שעלול להשפיע על יעילות פיזור החום.
5, הדגש על אימות מהימנות: הבטח פעולה יציבה-לטווח ארוך
חיי השירות של תחנות בסיס 5G הם בדרך כלל מספר שנים או אפילו יותר מעשר שנים, ועלות התחזוקה לאחר הפריסה גבוהה. ל-PCB של יחידת ה-RF צריכה להיות אמינות גבוהה במיוחד לטווח ארוך-. בעת הבחירה, יש לשים לב לתקני אימות האמינות ולתוצאות של ה-PCB.
ראשית, יש צורך לאשר אם ה-PCB עבר בדיקות אמינות סביבתיות קפדניות, כגון בדיקות מחזוריות של טמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה, בדיקות זעזוע בטמפרטורה, בדיקות רטט, בדיקות ריסוס מלח וכו'. - בדיקות אלו יכולות לדמות את הסביבה המורכבת של פעולת תחנת בסיס חיצונית, לאמת את יציבות הביצועים של ה-PCB בתנאי{1}}לטווח ארוך, ולמנוע תקלות סביבתיות קשות.
שנית, לא ניתן להתעלם מבדיקת אמינות חשמלית, כגון בדיקת עמידה במתח, בדיקת התנגדות בידוד, בדיקת מוליכות וכו', כדי לוודא שהביצועים החשמליים של ה-PCB עומדים בתקנים ואין סיכונים פוטנציאליים כגון קצרים או מעגלים פתוחים. יחד עם זאת, יש לשים לב למהימנות התהליך של PCB, כגון חוזק מליטה בין-שכבת, אמינות מפרקי הלחמה וכו', כדי למנוע בעיות כגון קילוף בין-שכבות וניתוק מפרק הלחמה הנגרמים עקב פגמים בתהליך במהלך שימוש-לטווח ארוך ב-PCB.