5G PCB 制造

据行业专家称，到 2024 年，全球 40% 的人口将使用 5G 网络。这种增长的需求将给消费者、零售商和组件设计师，包括印刷电路板 (PCB) 制造商带来多重变化。详细了解 5G 及其对 PCB 材料和生产的影响。

什么是 5G？

5G 是第五代移动宽带技术，提供低频段、中频段和高频段版本。这种新兴技术使用蜂窝基站，这些基站被分成独立的单元，通过有线和无线连接通过无线电波发送编码数据。

与 4G 相比，5G 提供：

• 高速： 由于通道更大，5G 比之前的网络快得多，响应用户请求的时间不到一秒。与 4G 的 1 Gbps 峰值速度相比，5G 的最快速度估计可以达到 20 Gbps。
• 低延迟： 5G 网络目前低于 6 GHz 或毫米波，使其比仅 4G 的网络响应速度更快。这改善了用户体验，并使该技术能够在对可靠性有更高要求的行业和应用中发挥作用。
• 增强的连接性： 5G 提高的速度和减少的延迟创造了更强大的连接，从而将支持 5G 的技术开放给更多的云软件、机器学习工具以及智能设备和传感器。
• 更好的覆盖范围： 5G 连接最显着的优势之一是提高了通信和蜂窝到 WiFi 漫游的覆盖范围。 5G 网络可以访问曾经与数字连接断开的区域，将关键技术带入救生行业。

虽然与 4G 技术不同，但 5G 并不能完全替代它。在 5G 的当前状态下，大多数启用的设备仍需要 4G 覆盖才能获得最佳性能。

为什么 5G 对 PCB 很重要？

这些连接改进改变了 5G PCB 设计的格局。随着 5G 的应用越来越广泛，需求增加，提高了适应性 PCB 设计的标准。虽然 4G PCB 使用基带单元、远程无线电单元、天线、铜线和光纤，但 5G PCB 具有集中式和分散式单元，带有宽带控制单元和移动边缘计算。 5G PCB 还需要更多的基站，因为尽管频率更高，但需要更多的覆盖范围和天线。

PCB 设计师、制造商和其他行业工程师不能忽视 5G，因为它将很快影响到生产过程的每个领域：

• 客户意识： 随着客户越来越意识到 5G 覆盖范围以及支持 5G 的设备在市场上更容易获得，PCB 制造商必须采取措施跟上消费市场不断增长和不断变化的需求。随着 5G 网络的变化和扩展到更多领域和设备，技术——以及用于支持它们的流程和设备——必须快速适应。
• 数据流量： 专家预测，由于其速度、低延迟、多功能性和可靠性，到 2024 年，5G 将处理所有移动数据流量的四分之一。这些数据将包括视频、移动游戏、电信和浏览器以及应用程序的使用。数据流量激增要求 PCB 制造商和设备设计人员简化现有流程并建立新流程，以保持可靠的性能，避免数据传输滞后或连接不稳定。
• 行业应用： 在讨论智能手机和其他用户电子产品时，您经常会听到 5G 术语，但这些改进已将 5G 覆盖范围扩大到多个领域，包括医疗保健、汽车、制造、零售、娱乐和通信行业。更广泛的使用相当于对PCB技术和PCB制造商的更高需求。它还将现代 PCB 创新引入目前尚未充分发挥技术潜力的行业，例如农业，扩大 5G 和 PCB 的应用范围。

5G 将如何影响 PCB 制造商

PCB 制造商可以通过实施将随着 5G 技术继续增长的设计、材料、程序和生产流程来跟上这一快速发展的技术。 PCB 制造应考虑的一些变化包括：

• 较小的设计： 随着制造商与各种创新和大胆的设计选择展开竞争，包括智能手机、可穿戴健身设备和智能扬声器在内的消费电子产品总是在发生变化。考虑可折叠智能手机的最新趋势。传统 PCB 过于刚性，因此必须考虑更灵活的 5G PCB 材料。设备也变得更强大和更紧凑，需要更小、更薄的 PCB，同时不牺牲性能，尤其是在新功能和趋势进入市场时。
• 更细的痕迹： 许多 5G 设备需要高密度互连 (HDI) PCB，因为它们具有更薄的走线以防止丢失信号和延迟传输。包括减材设计在内的传统 PCB 工艺可能会在 PCB 上产生干扰 5G 性能的交叉轨道。制造商可以通过使用半增材制造工艺 (mSAP) 来创建更直、更精确的走线，从而实现最大的电路密度。
• AOI 系统： 先进的自动光学检测系统 (AOI) 在制造过程中检测 PCB，以检测、识别和修复任何问题——无论是设计、性能还是与预期设计的比较——然后再进行大规模生产。它们优于人工检查，因为它们需要最少的时间和员工参与。制造设施应优化其 AOI 流程并将其压缩到尽可能少的平台上，以继续节省资源和占地面积。 5G 需要更复杂的 AOI 系统来捕捉和纠正即使是很小的错位，从而更快地隔离问题。

5G 对 PCB 的挑战和机遇

随着 5G 成为 PCB 制造中更加突出的部分，生产商可能会遇到一些挑战和机遇。

5G PCB 技术的挑战

天线盒和热管理材料是 5G PCB 设计面临的两大挑战：

• 天线盒： 5G 技术利用超高频 (EHF)，这需要更多的基站和阵列天线才能有效运行。 PCB 制造商将需要创建一个更大的有源天线盒来容纳这些多个天线阵列单元 (AAU)。
• 热管理： 由于 5G 输出更多功率和速度并降低延迟，制造商需要分析现有材料并进行设计更改以促进更好的热管理。这包括散热结构和具有低介电常数的材料，以消除丢失的信号并防止 PCB 击穿。

5G PCB 机会

对于消费者而言，调整 PCB 设计以适应 5G 网络具有明显的优势——性能更好、具有更多创新功能且不会出现性能问题的设备会减慢系统速度。虽然制造商可能在各种生产设备上享受到类似的好处，但最显着的好处来自消费者的需求。

由于对更强大、适应性更强的设备和为其供电的组件的需求不断增长，PCB 市场将继续增长。随着各行各业越来越多的消费者转向 5G 设备，对 PCB 的需求自然会随之增长。

除了满足消费者需求和实现更高利润之外，拥有适当工具和流程以适应技术而不是落后于技术的生产设施将随着趋势的变化和覆盖范围的扩大而继续增长。

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尽管 5G 宽带仍在数字设备和连接领域占据一席之地，但其更快的速度、更好的用户体验和可靠性将对 PCB 行业产生持久的影响。制造商应努力改进流程和资源，通过使用更耐热的材料和改变设计来创造更好的信号并减少滞后性能，从而保持您的业务竞争力和适应性。

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