Od široke primjene pametnih uređaja do duboke transformacije industrijske automatizacije, izvedba 5G komunikacijskih ploča, kao osnovne komponente nosača 5G tehnologije, izravno utječe na učinkovitost i stabilnost cjelokupnog komunikacijskog sustava. Ključ izvedbe 5G komunikacijskih ploča uvelike ovisi o odabranim materijalima. Prikladni materijali ne samo da bi trebali ispunjavati tehničke zahtjeve visoke frekvencije, velike brzine i niske latencije za 5G komunikaciju, već bi trebali imati i dobru stabilnost, pouzdanost i prilagodljivost različitim scenarijima primjene.
Laminat presvučen bakrom: kamen temeljac prijenosa signala
Laminat presvučen bakrom igra važnu ulogu u prijenosu signala u 5G komunikacijskim pločama i osnovni je materijal u modulima integriranih krugova sklopnih ploča. S razvojem 5G komunikacijskih proizvoda prema minijaturizaciji i velikom kapacitetu, postavljeni su strogi zahtjevi za performanse laminata obloženih bakrom-na višim frekvencijama i brzinama, koje tradicionalni laminati presvučeni-bakrom više ne mogu zadovoljiti. U tom kontekstu, visokofrekventni bakreni-laminati na bazi politetrafluoretilena postali su ključni materijal u eri visoke frekvencije i velike brzine. Ovaj materijal ima karakteristike kao što su niska dielektrična konstanta i mali dielektrični gubitak, što može osigurati veliku brzinu širenja signala i bez izobličenja tijekom prijenosa.
Posebna smola i tkanina od stakloplastike: poboljšava sveobuhvatnu izvedbu ploče
FR-4, epoksidna podloga ojačana tkaninom od stakloplastike, široko se koristi u tiskanim pločama 5G baznih stanica. Sastoji se od jednog ili više slojeva tkanine od staklenih vlakana impregnirane epoksidnom smolom, pri čemu tkanina od staklenih vlakana služi kao ojačavajući materijal, osiguravajući izolaciju i povećavajući čvrstoću; Posebna smola koristi se kao materijal za punjenje za spajanje i poboljšanje performansi ploče. Kako bi zadovoljili zahtjeve pouzdanosti, složenosti, električnih performansi i performansi sklapanja PCB proizvoda visoke-frekventnosti i velike-brzine, mnogi proizvođači materijala za supstrat PCB-a poboljšali su posebne smole. U skladu s trendom velike brzine i visoke frekvencije, mainstream PCB materijali uključuju ne samo tradicionalnu epoksidnu smolu, već i politetrafluoretilen smolu, bismaleimid triazin smolu, termoreaktivnu cijanatnu smolu, termoreaktivnu polifenilen eter smolu i poliimidnu smolu, što rezultira s preko 130 vrsta laminata obloženih bakrom. Za štampane ploče baznih stanica ključna su dielektrična svojstva, brzina prijenosa signala i otpornost na toplinu. Prema ovim ključnim pokazateljima, PTFE supstrati imaju dobre performanse, a njihova izvrsna dielektrična svojstva pogoduju potpunom i brzom prijenosu signala. Oni su jedan od poželjnih smolastih materijala za štampane ploče baznih stanica u eri 5G.
Ploča s visokom Tg vrijednošću: pogodna za visoke-frekvencije i zahtjeve velike-brzine
Vrijednost Tg, također poznata kao temperatura staklenog prijelaza, važan je pokazatelj za mjerenje performansi visoko-frekventnih tiskanih ploča. U pozadini porasta 5G, AI i drugih područja, potražnja za PCB-ovima visokih-performansi značajno je porasla, što je također dovelo do stalnog povećanja vrijednosti Tg. Obične ploče s vrijednostima Tg (FR4 ploče s vrijednostima Tg ispod 120 stupnjeva) više ne mogu ispuniti zahtjeve 5G komunikacije, dok su ploče s visokim vrijednostima Tg (vrijednosti Tg općenito iznad 150 stupnjeva) pokazale značajne prednosti u poljima visoke-brzine prijenosa i visoko{10}}frekventne komunikacije. Ploče visoke vrijednosti Tg mogu pokazati stabilnije i pouzdanije performanse u poljima 5G komunikacije i prijenosa podataka velikom-brzinom. Oni zahtijevaju manji omjer uzdužnog napona stojnog vala, manji gubitak signala uzrokovan gubitkom dielektrika i manje kašnjenje signala. U fazi obrade tiskanih ploča, ploče s visokom Tg vrijednošću imaju bolju mogućnost održavanja toka obrade, pouzdanost i kompatibilnost s drugim materijalima u proizvodnji, slaganju, više-slojnom rasporedu ploča i naslaganoj grafici.
Metalni materijali: osiguravaju prijenos signala i odvođenje topline
Metalni materijali također su neizostavni u 5G komunikacijskim pločama. Na primjer, u prijenosu signala, bakar je često korišten materijal za vodiče zbog svoje dobre vodljivosti, koja može osigurati učinkovit prijenos signala na sklopnim pločama. Za veliku količinu topline koja se stvara tijekom rada 5G komunikacijske opreme potrebne su učinkovite mjere za odvođenje topline kako bi se osigurao stabilan rad opreme. Neki metalni materijali, kao što je aluminij, često se koriste za izradu komponenti za raspršivanje topline kao što su hladnjaki zbog njihove dobre toplinske vodljivosti i relativno male težine. Osim toga, u nekim scenarijima s visokim zahtjevima za elektromagnetsku zaštitu koriste se metalni materijali sa svojstvima elektromagnetske zaštite, kao što su legure bakra, legure aluminija itd. Prekrivanjem ovih metalnih materijala na površini ili određenim područjima tiskane ploče, vanjske elektromagnetske smetnje mogu se učinkovito blokirati, osiguravajući stabilnost prijenosa signala unutar 5G komunikacijske ploče.
Plastika i kompozitni materijali: pomoć pri minijaturizaciji i smanjenju težine
S razvojem 5G komunikacijske opreme prema minijaturizaciji i smanjenju težine, primjena plastike i kompozitnih materijala u 5G komunikacijskim pločama i povezanim komponentama postaje sve raširenija. Uzimajući za primjer antenske elemente, u eri 5G, zbog viših frekvencijskih pojaseva i korištenja Massive MIMO tehnologije, veličina antenskih elemenata postala je manja, a broj se značajno povećao. Plastični antenski oscilator izrađen je od modificiranog plastičnog materijala koji sadrži organske metalne kompozite, a složeni 3D tro-dimenzionalni oblici proizvedeni su u jednom potezu kroz injekcijsko prešanje. Plastična površina se potom metalizira posebnom tehnologijom. Ovo rješenje ne samo da osigurava da antena zadovoljava 5G električne performanse, već i uvelike smanjuje težinu proizvoda, minimizira opasne procese i štedi troškove. U isto vrijeme, 3D plastični oscilator u kombinaciji s injekcijskim prešanjem i selektivnom galvanizacijom, dvama visoko-preciznim procesima, može zadovoljiti zahtjeve točnosti antenskih oscilatora u scenarijima visoke-frekventnosti iznad 3,5G.
Kompozitni materijali također pokazuju jedinstvene prednosti u komunikacijskim tornjevima i poklopcima antena. U usporedbi s tradicionalnim čeličnim konstrukcijama, komunikacijski tornjevi izrađeni od kompozitnih materijala imaju prednosti kao što su mala težina, otpornost na koroziju i jednostavna ugradnja. Na primjer, komunikacijski tornjevi izrađeni od poliuretanskih kompozitnih materijala lakši su i mogu se brzo postaviti čak iu udaljenim područjima. Oni također mogu izdržati oštre vremenske uvjete kao što su jaki snijeg i jaki vjetrovi i isplativiji su-od tradicionalnih čeličnih tornjeva. Premaz na površini otporan na UV zračenje također im može produžiti vijek trajanja. Poklopci antene zahtijevaju dobre karakteristike prodiranja elektromagnetskih valova i dovoljnu mehaničku čvrstoću da izdrže oštra okruženja. U 5G trendu, kompozitni materijali visokih-učinkovitosti postali su popularan izbor, kao što je često korištena plastika ojačana staklenim vlaknima, koja može pružiti izolaciju, anti-koroziju, zaštitu od munje, anti-smetnje, izdržljivost i dobar učinak prijenosa valova.