隨著5G通訊的發展,越來越多的元件設計是在微波頻段(>1GHZ)甚至與毫米波領域(30GHZ)以上的應用,這也意味著對線路板的基材要求越來越高。
毫微米波的電路特點 (和4G相比):
1.高頻段:釐米波頻段以3.5GHz及5GHz為主,毫微米波以28/39/60/73GHz為重點。
2.大頻寬:5G通訊的頻寬由4G的100MHz變寬到1GHz。
3.大於連續的頻段。
4.高訊號分辦率。
5.天線尺寸小。
6.高整合度的SOC。
7.大規模的MIMO/波束性形。
8.高指向性。
9.大氣特性:毫微米波頻段的氧氣吸收率(耗損率)較低。
10.極快的傳輸速度(4G的100倍),時間延遲很低。
11.需建更多基地台:因為訊號繞射能力很低,且傳輸距離短。
12.波長短:匹配元件,特別是傳輸線要求更細,波導元件可能實現。
13.訊號容易散射與折射:人的身體也會阻斷訊號。
14.需要更小的電纜/轉接器和配件。
15.毫微米波天線需與前端整合,來減少損耗。
16.驗證工具 ( SOLT / TRL )與測試版需重新設計:
在開發微米波的PCB所用的基板時,須滿足以下要求:
(1)更低損耗 : 損耗可分成介電損耗、金屬損耗、輻射損耗、洩露損耗。高頻PCB具有較大的體電阻,故洩露損耗非常小,可以忽略。當電路設計到毫微米波時,電路損耗的預估與控制變得重要。為避免微帶線出現不想要的輻射損耗,應根據使用的Dk,選擇厚度小於λ/80以下的板材,銅箔的平整度影響金屬損耗和等效介電常數。
(2)集成更小尺寸元件:多層板設計,因應複雜的天線設計。
(3)更小空間的散熱設計:添加陶瓷材料是相當有效的方法。
(4)更薄厚度的高導熱性:選擇適合薄化板使用的陶瓷材料 (種類 / 粒徑 / 形狀..)。