5G बेस स्टेशन की RF इकाई 5G सिग्नलों को प्रसारित करने, प्राप्त करने और प्रवर्धित करने के मुख्य कार्यों के लिए जिम्मेदार है। इसके कामकाजी वातावरण को उच्च आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन, उच्च {{3}पावर हीटिंग, और जटिल बाहरी स्थितियों (जैसे तापमान में उतार-चढ़ाव, आर्द्रता परिवर्तन, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप) जैसी चुनौतियों से निपटने की आवश्यकता है। आरएफ इकाई के "सिग्नल ट्रांसमिशन वाहक" और "घटक वाहक प्लेटफॉर्म" के रूप में, पीसीबी का चयन सीधे सिग्नल अखंडता, गर्मी अपव्यय दक्षता और आरएफ इकाई की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करता है। व्यावहारिक अनुप्रयोग आवश्यकताओं के साथ अनुकूलता सुनिश्चित करने के लिए पांच मुख्य आयामों से 5जी बेस स्टेशन आरएफ यूनिट पीसीबी के लिए मुख्य चयन बिंदुओं की रूपरेखा निम्नलिखित है।
1, सब्सट्रेट चयन: उच्च आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन प्रदर्शन सुनिश्चित करने को प्राथमिकता दें
5जी बेस स्टेशनों की आरएफ इकाई को बड़ी मात्रा में उच्च आवृत्ति सिग्नल प्रसारित करने की आवश्यकता होती है, और सब्सट्रेट के विद्युत गुण सीधे सिग्नल ट्रांसमिशन हानि और स्थिरता निर्धारित करते हैं। चयन करते समय, सब्सट्रेट की उच्च आवृत्ति अनुकूलनशीलता पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।
हालाँकि सामान्य FR-4 सबस्ट्रेट्स की लागत कम होती है, वे उच्च आवृत्ति परिदृश्यों में महत्वपूर्ण सिग्नल हानि और विरूपण से पीड़ित होते हैं, जिससे 5G RF इकाइयों की आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। उच्च आवृत्तियों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए सब्सट्रेट्स का चयन करने को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। ये सब्सट्रेट राल संरचना और ग्लास फाइबर संरचना को अनुकूलित करके उच्च आवृत्ति संकेतों के ढांकता हुआ नुकसान और ढांकता हुआ निरंतर स्थिरता को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं। कम ढांकता हुआ नुकसान ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल की ऊर्जा खपत को कम कर सकता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि सिग्नल की ताकत मानकों को पूरा करती है; स्थिर ढांकता हुआ स्थिरांक पर्यावरणीय परिवर्तनों (जैसे तापमान वृद्धि) के कारण सिग्नल ट्रांसमिशन गति में उतार-चढ़ाव से बच सकता है, जिससे 5G सिग्नलों का सिंक्रनाइज़ेशन और सटीकता सुनिश्चित होती है।
इस बीच, सब्सट्रेट की थर्मल स्थिरता पर भी सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है। 5जी आरएफ इकाइयों के संचालन के दौरान, महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है। यदि सब्सट्रेट का थर्मल विस्तार गुणांक बहुत अधिक है, तो बोर्ड के लिए उच्च तापमान पर विकृत होना आसान है, जिसके परिणामस्वरूप घटक सोल्डर जोड़ गिर सकते हैं या सर्किट शॉर्ट सर्किट हो सकता है। इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सब्सट्रेट आरएफ इकाई के सामान्य संचालन को प्रभावित किए बिना दीर्घकालिक उच्च तापमान स्थितियों के तहत संरचनात्मक स्थिरता बनाए रख सकता है, कम थर्मल विस्तार गुणांक और उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ एक सब्सट्रेट चुनना आवश्यक है।
2, तांबे की मोटाई का चयन: उच्च शक्ति और सिग्नल ट्रांसमिशन की दोहरी आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त
5जी बेस स्टेशनों की आरएफ इकाई को उच्च आवृत्ति सिग्नल संचारित करने और एक निश्चित शक्ति (जैसे पावर एम्प्लीफिकेशन मॉड्यूल का वर्तमान संचरण) ले जाने की आवश्यकता होती है। अनुचित तांबे की मोटाई के कारण होने वाली प्रदर्शन बाधाओं से बचने के लिए तांबे की मोटाई का चयन सिग्नल ट्रांसमिशन गुणवत्ता और वर्तमान वहन क्षमता को संतुलित करना चाहिए।
सिग्नल ट्रांसमिशन के दृष्टिकोण से, अत्यधिक मोटी तांबे की पन्नी उच्च आवृत्ति सिग्नल के त्वचा प्रभाव हानि को बढ़ा सकती है, जिससे सिग्नल ट्रांसमिशन दक्षता प्रभावित हो सकती है; अस्थिर प्रतिबाधा के कारण पतली तांबे की पन्नी सिग्नल प्रतिबिंब या क्रॉसस्टॉक का कारण बन सकती है। आरएफ इकाई - के भीतर विभिन्न क्षेत्रों की कार्यात्मक आवश्यकताओं के आधार पर तांबे की मोटाई का विभेदित चयन आवश्यक है, उदाहरण के लिए, कम सिग्नल हानि संचरण सुनिश्चित करने के लिए उच्च आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन पथों के लिए उपयुक्त पारंपरिक तांबे की मोटाई का चयन करना; विद्युत प्रवर्धन मॉड्यूल के वर्तमान पथ को तांबे की मोटाई में उचित रूप से बढ़ाने की आवश्यकता है ताकि वर्तमान वहन क्षमता को बढ़ाया जा सके और अत्यधिक धारा के कारण तांबे की पन्नी को गर्म होने और जलने से बचाया जा सके।
इसके अलावा, तांबे की पन्नी की आसंजन शक्ति पर भी ध्यान देने की आवश्यकता है। 5G रेडियो फ़्रीक्वेंसी इकाई लंबे समय तक कंपन (जैसे बेस स्टेशन उपकरण के संचालन के दौरान मामूली कंपन) और तापमान चक्र के संपर्क में रहती है। यदि तांबे की पन्नी मजबूती से सब्सट्रेट से जुड़ी नहीं है, तो तांबे की पन्नी को छीलना आसान है, जिससे सर्किट टूटना हो सकता है। इसलिए, चयन करते समय, यह सुनिश्चित करने के लिए कॉपर फ़ॉइल के आसंजन प्रदर्शन परीक्षण परिणामों की पुष्टि करना आवश्यक है कि यह 5G बेस स्टेशनों के दीर्घकालिक संचालन के लिए विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करता है।
3, सोल्डर मास्क का चयन: इन्सुलेशन सुरक्षा और उच्च आवृत्ति अनुकूलन को संतुलित करना
सोल्डर मास्क परत को न केवल पीसीबी कॉपर फ़ॉइल को ऑक्सीकरण और जंग से बचाने की ज़रूरत है, बल्कि सिग्नल ट्रांसमिशन को प्रभावित करने वाले सोल्डर मास्क परत के खराब प्रदर्शन से बचने के लिए 5G आरएफ इकाइयों के उच्च आवृत्ति वातावरण के अनुकूल होने की भी आवश्यकता है।
साधारण सोल्डर प्रतिरोध सिग्नल ट्रांसमिशन हानि को बढ़ा सकता है और यहां तक कि उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक या अत्यधिक ढांकता हुआ नुकसान के कारण उच्च आवृत्ति परिदृश्यों में सिग्नल हस्तक्षेप का कारण बन सकता है। उच्च आवृत्ति अनुकूली सोल्डर प्रतिरोध का चयन किया जाना चाहिए, जिसमें उच्च ढांकता हुआ गुण और सब्सट्रेट संगतता है, उच्च आवृत्ति संकेतों पर प्रभाव को कम कर सकता है, और स्थिर सिग्नल ट्रांसमिशन सुनिश्चित कर सकता है। साथ ही, सोल्डर मास्क परत के तापमान प्रतिरोध और मौसम प्रतिरोध को मानकों को पूरा करने की आवश्यकता होती है -5G बेस स्टेशन ज्यादातर बाहर तैनात होते हैं, और सोल्डर मास्क परत को तांबे की पन्नी के संपर्क में टूटने, छीलने और क्षरण से बचने के लिए उच्च तापमान, कम तापमान, आर्द्रता और पराबैंगनी विकिरण जैसे जटिल वातावरण का सामना करने की आवश्यकता होती है।
इसके अलावा, सोल्डर मास्क परत का सपाट होना भी महत्वपूर्ण है। परिशुद्ध आरएफ घटक (जैसे फिल्टर और कप्लर्स) अक्सर आरएफ इकाइयों पर सोल्डर किए जाते हैं। यदि सोल्डर मास्क की सतह असमान है, तो इसके परिणामस्वरूप घटकों की अस्थिर सोल्डरिंग हो सकती है, जिससे सिग्नल कनेक्शन की स्थिरता प्रभावित हो सकती है। चयन करते समय, यह सुनिश्चित करने के लिए कि घटक वेल्डिंग आवश्यकताओं को पूरा किया गया है, सोल्डर मास्क परत की कोटिंग प्रक्रिया और समतलता परीक्षण मानकों की पुष्टि करना आवश्यक है।
4, गर्मी अपव्यय डिजाइन अनुकूलन पर ध्यान दें: कुशल गर्मी संचालन में सहायता करें
5जी बेस स्टेशनों में आरएफ यूनिट का पावर घनत्व ऑपरेशन के दौरान अपेक्षाकृत अधिक होता है, जो आसानी से बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न कर सकता है। यदि ताप को समय पर संचालित नहीं किया जा सकता है, तो इससे घटक तापमान में वृद्धि होगी, जिससे प्रदर्शन और जीवनकाल प्रभावित होगा। पीसीबी के चयन में कुशल ताप प्रसार की सुविधा के लिए ताप अपव्यय डिजाइन के अनुकूलन पर पूरी तरह से विचार किया जाना चाहिए।
एक ओर, गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं के अनुसार विशेष संरचनात्मक सब्सट्रेट्स का चयन किया जा सकता है, जैसे उच्च गर्मी पैदा करने वाले क्षेत्रों (जैसे बिजली प्रवर्धन मॉड्यूल के तहत) में धातु आधारित पीसीबी (जैसे एल्यूमीनियम या तांबे सब्सट्रेट) का उपयोग करना। इन सबस्ट्रेट्स में उत्कृष्ट तापीय चालकता होती है और ये घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी को गर्मी अपव्यय संरचनाओं (जैसे हीट सिंक और पंखे) में जल्दी से स्थानांतरित कर सकते हैं, जिससे स्थानीय तापमान कम हो जाता है। यदि पारंपरिक सबस्ट्रेट्स का समग्र रूप से उपयोग किया जाता है, तो उच्च गर्मी पैदा करने वाले क्षेत्रों में थर्मल प्रवाहकीय विअस को भी जोड़ा जा सकता है या गर्मी संचालन क्षमता को बढ़ाने के लिए स्थानीय रूप से मोटी तांबे की परतों का उपयोग किया जा सकता है।
दूसरी ओर, पीसीबी की लेआउट अनुकूलनशीलता पर भी विचार करने की आवश्यकता है। चयन करते समय, यह पुष्टि करना आवश्यक है कि क्या पीसीबी की मोटाई और आकार आरएफ इकाई की गर्मी अपव्यय संरचना से मेल खाती है, जैसे कि क्या पीसीबी की मोटाई हीट सिंक की स्थापना आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, और क्या पीसीबी डिजाइन और गर्मी अपव्यय संरचना के बीच टकराव से बचने के लिए पर्याप्त गर्मी अपव्यय चैनल स्थान आरक्षित है, जो गर्मी अपव्यय दक्षता को प्रभावित कर सकता है।
5, विश्वसनीयता सत्यापन पर जोर दें: दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करें
5G बेस स्टेशनों का सेवा जीवन आमतौर पर कई साल या दस साल से भी अधिक होता है, और तैनाती के बाद रखरखाव की लागत अधिक होती है। आरएफ इकाई पीसीबी को अत्यंत उच्च दीर्घकालिक विश्वसनीयता की आवश्यकता है। चयन करते समय, पीसीबी की विश्वसनीयता सत्यापन मानकों और परिणामों पर ध्यान दिया जाना चाहिए।
सबसे पहले, यह पुष्टि करना आवश्यक है कि क्या पीसीबी ने उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता साइकलिंग परीक्षण, तापमान शॉक परीक्षण, कंपन परीक्षण, नमक स्प्रे परीक्षण आदि जैसे कठोर पर्यावरणीय विश्वसनीयता परीक्षण पास कर लिए हैं।
दूसरे, विद्युत विश्वसनीयता परीक्षण को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है, जैसे वोल्टेज परीक्षण, इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण, चालकता परीक्षण इत्यादि, यह सुनिश्चित करने के लिए कि पीसीबी का विद्युत प्रदर्शन मानकों को पूरा करता है और शॉर्ट सर्किट या ओपन सर्किट जैसे कोई संभावित जोखिम नहीं हैं। साथ ही, पीसीबी के दीर्घकालिक उपयोग के दौरान प्रक्रिया दोषों के कारण होने वाली इंटरलेयर छीलने और सोल्डर संयुक्त अलगाव जैसी समस्याओं से बचने के लिए, पीसीबी की प्रक्रिया विश्वसनीयता, जैसे इंटरलेयर बॉन्डिंग ताकत, सोल्डर संयुक्त विश्वसनीयता इत्यादि पर ध्यान दिया जाना चाहिए।