如何优化5G PCB开发

如果您是体育迷，那么您可能会同意，没有什么比冠军体育赛事更令人兴奋了。以超级杯为例。在确定要参加比赛的两个团队之间以及实际比赛之间的几周内，专家，同事，朋友和家人几乎全天候进行交谈。而且，当然，每个人都知道结果如何，并乐意与您分享。这与有希望的新技术即将出现时的情况没有什么不同。

新的5G通信协议就是一个很好的例子。预计加速到5G的速度不仅将改善设备之间的无线数据传输，还将有助于向物联网用于工业生产。由于所有电子设备都依赖于其组成的电路板，这意味着PCBA开发也必须发展以适应这一新技术。在探讨如何最好地开发5G PCB之前，让我们确切地了解所有令人兴奋的事情。

为什么大家都在谈论5G?

也许，回答这个问题的最好方法是看看历史和 无线技术的发展这使我们到了这一点。信不信由你，有一段时间手机不存在。紧接在蜂窝电话技术引入之前的这一时期的后期被称为0G或零代无线技术。在这段时间内可以进行移动通信。但是，它仅限于使用双向对讲机之类的设备的移动无线电话。

从1970年代末和1980年代初开始，基于高级移动电话标准（AMPS）和北欧移动标准（NMT）的第一代蜂窝技术1G推出了。在此期间，模拟电话用于纯语音通信。随着基于2G的1991年问世摹叶形小号ystem为中号obile通信（GSM）蜂窝电话的使用量开始增加，我们今天熟悉的功能。这包括SMS短信和数字数据传输。但是，数据速率最多只能达到236.8 kbps左右。

在过去的近二十年中，无线技术在3G，3G，4G和5G方面还有其他几代人的进步，下表列出并进行了比较。

 

如上表所示，对于5G预期的数据传输速率的飞跃确实令人兴奋。随着我们向5G功能过渡，已经进行升级的公司必须确保对较旧的无线技术的可操作性。例如某些地方的4G和3G。因此，很可能在不久的将来，仅在个别城市（如单个城市）才能提供5G传输速率。对于跨国或全球通信来说，这似乎是一个缺点。但是，这也可能是使5G充分利用于本地通信的优势。例如，对于雇用物联网。

考虑到一些外行可能会假设的内容，5G并未指代新一代无线技术的数据和语音通信的频率或带宽。实际上，对于5G，没有一个特定的频率范围。相反，有三个频段：低，中和高。对于低频段5G，频率低于5 GHz，虽然速度较慢，但可以传播很远的距离。这样可以利用较旧的电视传输。中频带5G的工作频率为1-10 GHz。这允许更宽的频道，但比低频段的距离小。但是，大多数蜂窝电话和Wi-Fi设备都在此范围内运行。高频段5G的频率范围为20-100 GHz，这确实是非常快的！缺点当然是传输范围约为800英尺。

现在，我们对5G无线技术是什么以及为何如此众多的兴起感到更加了解，现在让我们来看看构建板以优化其利用率所需要的内容。

优化您的5G PCB开发

如上所述，5G频率变化很大，并延伸到毫米波范围内。并且与高频段相比，中低频可以认为很慢，因为它们要低几个数量级。但是，对于PCBA开发，所有5G频段都被视为高频。这意味着在设计和制造时必须考虑一些特殊的因素。包含高密度互连（HDI）路由 和 DFM用于高速数字信号传输。为了最大程度地提高信号强度和最小化5G信号损耗，必须解决以下这些和其他重要问题。

5G PCB设计与制造优化

l 同步TX / RX设备的通道垫

5G TX / RX芯片是特殊组件。其中一些包含通道垫，必须对其进行精确对齐才能正常操作。因此，必须以紧凑的占地面积制造它们公差。

l 使用适当的天线保持架

天线必须与走线进行阻抗匹配，以实现最大的功率发送和接收。什么时候保持 要求它们必须帮助提供受控的阻抗，并为EMI问题提供必要的间隙。

l 为高引脚数组件选择BGA

通常最好使用BGA，以最大程度地减少扇出，因为许多5G板将变得小巧紧凑。但是，您也应该遵循良好路由准则 对于这些设备。

l 使用准确的PCB阻抗控制计算方法

高速PCBA的最重要参数之一是阻抗匹配。而且你应该雇用一个PCB阻抗控制计算 可以产生符合您的准确性标准的结果的技术。

l 根据阻抗控制选择走线参数

铜的重量，走线长度和宽度都很重要，并且会产生影响 PCB信号完整性。为了获得最佳结果，应尽可能基于阻抗控制进行选择。

l 根据阻抗选择材料

PCB布局的材料决定了电路板的阻抗。因此，必须谨慎选择符合您要求的材料高速PCB设计 标准。

l 根据CM的DFM PCB公差设计到处理窗口中心

为了帮助为您的设计提供最佳的电路板构建，从而在整个PCB寿命期间实现可靠的操作，您应该将设计选择集中在 PCB公差 或处理CM设备的窗口。

5G无线技术即将问世。是这里！关于它将如何影响许多行业并将我们推动到IIoT等领域的新高度，有很多讨论。但是要实现这些目标，需要开发使用的板来优化技术。