Производство печатных плат в эру 5G: тренды и вызовы

По словам отраслевых экспертов, 40% глобального населения будет использовать 5G сети к 2024 году. Это увеличенное спрос вызовет множественные изменения для потребителей, ритейлеров и дизайнеров компонентов, включая производителей печатных плат (ПП). Узнайте больше о 5G и его влиянии на материалы и производство печатных плат.

Что такое 5G?

5G — это пятое поколение мобильной широкополосной технологии и доступно в вариациях низкого, среднего и высокого диапазонов. Эта возникающая технология использует сотовые сайты, разделенные на отдельные единицы, которые отправляют закодированные данные через радиоволны через проводные и беспроводные соединения.

По сравнению с 4G, 5G предлагает:

• Высокие скорости: Благодаря своим более крупным каналам, 5G намного быстрее предшествующих сетей, отвечая на запросы пользователей менее чем за секунду. По сравнению с пиковой скоростью 4G 1 Гбит/с (Gbps), 5G может достичь оцениваемых 20 Gbps на своей максимальной скорости.
• Ниже задержка: 5G сети сейчас sub-6 ГГц или mmWave, делая их более отзывчивыми, чем сеть только 4G. Это улучшает пользовательский опыт и позволяет технологии работать в отраслях и применениях с более сильным спросом на надежность.
• Увеличенная связность: Увеличенные скорости 5G и сниженная задержка создают более сильное соединение, открывающее 5G-включенную технологию для большего облачного ПО, инструментов машинного обучения и умных устройств и сенсоров.
• Лучшее покрытие: Одним из самых значительных преимуществ 5G связности является улучшенное покрытие для коммуникаций и клеточного WiFi роуминга. 5G сети могут получить доступ к областям, когда-то отрезанным от цифровых соединений, принося критическую технологию в спасательные отрасли.

Хотя отличается от 4G технологии, 5G не является полной заменой для него. В текущем состоянии 5G, большинство включенных устройств все еще нуждаются в 4G покрытии для оптимальной производительности.

Почему 5G важен для печатных плат?

Эти улучшения связности меняют ландшафт для 5G дизайна печатных плат. По мере того как 5G становится более широко используемым, спрос растет, поднимая стандарт для адаптивного дизайна печатных плат. В то время как 4G печатные платы используют базовый блок, удаленный радио блок, антенну, медный провод и волоконную оптику, 5G печатные платы имеют централизованные и децентрализованные единицы с блоками управления широкополосой и мобильными вычислениями на краю. 5G печатные платы также требуют больше базовых станций, потому что — несмотря на более высокие частоты — больше покрытия и антенн необходимо.

Дизайнеры печатных плат, производители и другие отраслевые инженеры не могут позволить себе игнорировать 5G, так как оно вскоре повлияет на каждую область производственного процесса:

• Осведомленность клиентов: По мере того как клиенты становятся более осведомленными о 5G покрытии и 5G-включенных устройствах более легко доступными на рынке, производители печатных плат должны предпринять шаги для поддержания повышенных и развивающихся требований от потребительского рынка. Технологии — и процессы и оборудование, используемые для их поддержки — должны быть быстро адаптируемыми, как 5G сети меняются и расширяются к большим областям и устройствам.
• Данные трафика: Эксперты предсказывают 5G обработает одну четверть всего мобильного трафика данных к 2024 году благодаря своей скорости, низкой задержке, универсальности и надежности. Эти данные будут включать видео, мобильные игры, телекоммуникации и использование браузеров и приложений. Этот скачок в трафике данных требует от производителей печатных плат и дизайнеров устройств оптимизировать существующие процессы и установить новые для поддержания надежной производительности без задержек передачи данных или пятнистой связности.
• Отраслевые применения: Вы часто слышите терминологию 5G, используемую при обсуждении смартфонов и другой пользовательской электроники, но эти улучшения расширили 5G покрытие в множественные секторы, включая здравоохранение, автомобильную, производственную, розничную, развлекательную и коммуникационную отрасли. Более широкое использование равносильно более высокому спрос на технологию печатных плат и производителей печатных плат по расширению. Оно также вводит современные инновации печатных плат в отрасли, которые сейчас не используют технологию в ее полном потенциале, как сельское хозяйство, расширяя сферу действия для обоих 5G и печатных плат.

Как 5G повлияет на производителей печатных плат

Производители печатных плат могут поддерживать этот быстро развивающийся технологией, внедряя дизайнерские, материальные, процедурные и производственные процессы, которые будут продолжать расти с 5G технологией. Несколько изменений, которые производство печатных плат должно учитывать, включают:

• Меньшие дизайны: Потребительская электроника, включая смартфоны, носимые фитнес-устройства и умные колонки, всегда меняются, как производители конкурируют с различными инновациями и смелыми дизайнерскими выборами. Рассмотрите последний тренд складывающихся смартфонов. Традиционные печатные платы слишком жесткие, так что более гибкие 5G материалы печатных плат должны быть рассмотрены. Устройства также становятся более мощными и компактными, требуя более мелкие, тонкие печатные платы, не жертвующие производительностью, особенно когда новые функции и тренды выходят на рынок.
• Тонкие трассы: Многие 5G устройства требуют печатные платы с высокой плотностью взаимосоединения (HDI), потому что у них более тонкие трассы для предотвращения потери сигналов и задержанных передач. Традиционные процессы печатных плат, включая вычитательный дизайн, могут создавать перекрещенные трассы на печатной плате, которые интерферируют с 5G производительностью. Производители могут бороться с этим, используя полуаддитивный процесс производства (mSAP) для создания более прямых, более точных трасс для максимальной плотности цепей.
• AOI системы: Продвинутые автоматизированные оптические системы инспекции (AOI) инспекционируют печатные платы во время производственного процесса для обнаружения, идентификации и ремонта любых проблем — либо в дизайне, производительности или сравнении с намеренным дизайном — перед переходом к массовому производству. Они превосходят ручную инспекцию, потому что они требуют минимальное время и участие сотрудников. Производственные объекты должны оптимизировать свои AOI процессы и конденсировать их в как можно меньше платформ для продолжения сохранения ресурсов и площади пола. 5G требует еще более изощренных AOI систем для улавливания и исправления даже малых несоответствий для изоляции проблем быстрее.

Вызовы и возможности 5G для печатных плат

По мере того как 5G становится более заметной частью производства печатных плат, производители, вероятно, столкнутся с несколькими вызовами и возможностями.

Вызовы 5G технологии печатных плат

Два значительных вызова для 5G дизайнов печатных плат имеют дело с антенной коробкой и термическими материалами управления:

• Антенная коробка: 5G технология использует экстремально высокие частоты (EHF), которые требуют больше базовых станций и массивных антенн для эффективной работы. Производители печатных плат понадобятся создать большую активную антенную коробку для размещения этих множественных единиц массива антенн (AAU).
• Термическое управление: Потому что 5G выдает больше мощности и скорости с сниженной задержкой, производителям нужно анализировать существующие материалы и делать дизайнерские изменения, которые продвигают лучшее термическое управление. Это включает теплорассеивающие структуры и материалы с низкими диэлектрическими постоянными для устранения потери сигналов и предотвращения поломки печатных плат.

Возможности 5G печатных плат

Для потребителей адаптация дизайнов печатных плат для размещения 5G сетей имеет четкие преимущества — устройство, которое выполняет лучше и имеет более инновационные функции без проблем с производительностью, замедляющих его систему. Хотя производители могут наслаждаться похожими преимуществами по различным производственным оборудованиям, самое значительное преимущество приходит от потребительского спроса.

Рынок печатных плат будет продолжать расти из-за растущего спроса на более мощные, адаптивные устройства и компоненты, которые их питают. По мере того как больше потребителей по отраслям мигрируют к 5G устройствам, потребность в печатных платах естественно вырастет с этим.

Помимо встречи потребительского спроса и достижения лучших прибылей, производственные объекты, имеющие инструменты и процессы на месте для адаптации с технологией — вместо отставания за ней — будут продолжать расти, как тренды меняются и покрытие расширяется.

Свяжитесь с Millennium Circuits для получения дополнительной информации

Хотя 5G широкополосный доступ все еще закрепляет свое место в мире цифровых устройств и связности, его более быстрые скорости, улучшенный пользовательский опыт и надежность будут иметь длительное воздействие на отрасль печатных плат. Производители должны стремиться к уточнению процессов и ресурсов для поддержания вашего бизнеса конкурентоспособным и адаптивным, используя более термически устойчивые материалы и сдвигая дизайны для создания лучших сигналов и снижения задержек производительности.

Исследуйте наши продукты и услуги или свяжитесь с Millennium Circuits, чтобы узнать больше о том, как 5G может повлиять на ваш проект.