Découvrez le rôle essentiel des matériaux de PCB dans la conception des systèmes 5G. Apprenez comment les propriétés diélectriques, la gestion thermique et la sélection des matériaux impactent l'intégrité du signal. Inclut des tableaux comparatifs détaillés des substrats de PCB pour amplificateurs, antennes et modules à haute vitesse.
Introduction
L'arrivée de la technologie 5G a transformé les communications sans fil, exigeant que les systèmes électroniques fonctionnent à des fréquences plus élevées et à des débits de données plus rapides que jamais auparavant. Au cœur de cette transformation se trouvent les matériaux de PCB, la base des circuits 5G. La sélection du bon substrat est essentielle pour garantir une faible perte de signal, des performances thermiques stables et une transmission haute fréquence fiable.
Cet article explore les propriétés essentielles des matériaux pour la conception de PCB 5G et fournit des tableaux de référence complets pour les substrats d'amplificateurs, d'antennes et de modules à haute vitesse largement utilisés dans l'industrie.
Pourquoi les matériaux de PCB sont importants dans la conception 5G
Contrairement aux circuits traditionnels, les systèmes 5G combinent des signaux numériques à haute vitesse et des signaux RF haute fréquence, ce qui les rend très sensibles aux interférences électromagnétiques (EMI). La sélection des matériaux a un impact direct sur l'intégrité du signal, la stabilité diélectrique et la dissipation thermique.
Les facteurs clés à prendre en compte sont les suivants :
- Constante diélectrique (Dk) : les matériaux à faible Dk réduisent le délai et la dispersion du signal.
- Facteur de dissipation (Df) : un faible Df minimise la perte d'énergie, ce qui est crucial pour les fréquences de l'ordre du GHz.
- Conductivité thermique : une dissipation thermique efficace garantit des performances système stables.
- Coefficient thermique de la constante diélectrique (TCDk) : empêche les changements de propriétés diélectriques en fonction des changements de température.
Meilleures pratiques en matière de conception de PCB 5G
- Contrôle de l'impédance : maintenir une impédance de trace constante sur les interconnexions.
- Chemins de signal courts : les traces RF doivent être aussi courtes que possible.
- Géométrie précise des conducteurs : la largeur et l'espacement des traces doivent être strictement contrôlés.
- Correspondance des matériaux : utiliser des substrats optimisés pour leur fonction prévue (amplificateur, antenne ou module).
Tableaux de référence des matériaux de PCB 5G
1. Matériaux de PCB pour amplificateur 5G
| Marque du matériau |
Type |
Épaisseur (mm) |
Taille du panneau |
Origine |
Dk |
Df |
Composition |
| Rogers |
R03003 |
0,127–1,524 |
12”×18”, 18”×24” |
Suzhou, Chine |
3,00 |
0,0012 |
PTFE + Céramique |
| Rogers |
R04350 |
0,168–1,524 |
12”×18”, 18”×24” |
Suzhou, Chine |
3,48 |
0,0037 |
Hydrocarbure + Céramique |
| Panasonic |
R5575 |
0,102–0,762 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, Chine |
3,6 |
0,0048 |
PPO |
| FSD |
888T |
0,508–0,762 |
48”×36” |
Suzhou, Chine |
3,48 |
0,0020 |
Nanocéramique |
| Sytech |
Mmwave77 |
0,127–0,762 |
36”×48” |
Dongguan, Chine |
3,57 |
0,0036 |
PTFE |
| TUC |
Tu-1300E |
0,508–1,524 |
36”×48”, 42”×48” |
Suzhou, Chine |
3,06 |
0,0027 |
Hydrocarbure |
| Ventec |
VT-870 L300 |
0,08–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, Chine |
3,00 |
0,0027 |
Hydrocarbure |
| Ventec |
VT-870 H348 |
0,08–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, Chine |
3,48 |
0,0037 |
Hydrocarbure |
| Rogers |
4730JXR |
0,034–0,780 |
36”×48”, 42”×48” |
Suzhou, Chine |
3,00 |
0,0027 |
Hydrocarbure + Céramique |
| Rogers |
4730G3 |
0,145–1,524 |
12”×18”, 42”×48” |
Suzhou, Chine |
3,00 |
0,0029 |
Hydrocarbure + Céramique |
2. Matériaux de PCB pour antenne 5G
| Marque du matériau |
Type |
Épaisseur (mm) |
Taille du panneau |
Origine |
Dk |
Df |
Composition |
| Panasonic |
R5575 |
0,102–0,762 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, Chine |
3,6 |
0,0048 |
PPO |
| FSD |
888T |
0,508–0,762 |
48”×36” |
Suzhou, Chine |
3,48 |
0,0020 |
Nanocéramique |
| Sytech |
Mmwave500 |
0,203–1,524 |
36”×48”, 42”×48” |
Dongguan, Chine |
3,00 |
0,0031 |
PPO |
| TUC |
TU-1300N |
0,508–1,524 |
36”×48”, 42”×48” |
Taïwan, Chine |
3,15 |
0,0021 |
Hydrocarbure |
| Ventec |
VT-870 L300 |
0,508–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, Chine |
3,00 |
0,0027 |
Hydrocarbure |
| Ventec |
VT-870 L330 |
0,508–1,524 |
48”×42” |
Suzhou, Chine |
3,30 |
0,0025 |
Hydrocarbure |
| Ventec |
VT-870 H348 |
0,08–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, Chine |
3,48 |
0,0037 |
Hydrocarbure |
3. Matériaux de PCB pour module haute vitesse 5G
| Marque du matériau |
Type |
Épaisseur (mm) |
Taille du panneau |
Origine |
Dk |
Df |
Composition |
| Rogers |
4835T |
0,064–0,101 |
12”×18”, 18”×24” |
Suzhou, Chine |
3,33 |
0,0030 |
Hydrocarbure + Céramique |
| Panasonic |
R5575G |
0,05–0,75 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, Chine |
3,6 |
0,0040 |
PPO |
| Panasonic |
R5585GN |
0,05–0,75 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, Chine |
3,95 |
0,0020 |
PPO |
| Panasonic |
R5375N |
0,05–0,75 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, Chine |
3,35 |
0,0027 |
PPO |
| FSD |
888T |
0,508–0,762 |
48”×36” |
Suzhou, Chine |
3,48 |
0,0020 |
Nanocéramique |
| Sytech |
S6 |
0,05–2,0 |
48”×36”, 48”×40” |
Dongguan, Chine |
3,58 |
0,0036 |
Hydrocarbure |
| Sytech |
S6N |
0,05–2,0 |
48”×36”, 48”×42” |
Dongguan, Chine |
3,25 |
0,0024 |
Hydrocarbure |
Conclusion
La transition vers les réseaux 5G exige plus que des processeurs plus rapides et des antennes avancées : elle nécessite des matériaux de PCB optimisés et adaptés aux fonctions spécifiques du système. Que ce soit dans les amplificateurs, les antennes ou les modules à haute vitesse, les substrats à faibles pertes et thermiquement stables sont la base de performances 5G fiables.
En sélectionnant soigneusement les matériaux en fonction de Dk, Df et des propriétés thermiques, les ingénieurs peuvent construire des cartes de circuits imprimés qui garantissent des performances robustes, haute fréquence et haute vitesse, répondant ainsi aux exigences des communications sans fil de nouvelle génération.
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