PCB-productie voor 5G

Volgens experts uit de sector zal tegen 2024 40% van de wereldbevolking 5G-netwerken gebruiken. Deze toegenomen vraag zal leiden tot meerdere veranderingen voor consumenten, retailers en ontwerpers van componenten, waaronder fabrikanten van printplaten (PCB's). Lees meer over 5G en de impact ervan op PCB-materialen en productie.

Wat is 5G?

5G is de vijfde generatie mobiele breedbandtechnologie en is beschikbaar in low-band, mid-band en high-band varianten. Deze opkomende technologie maakt gebruik van mobiele sites die zijn opgedeeld in afzonderlijke eenheden die gecodeerde gegevens verzenden via radiogolven via bedrade en draadloze verbindingen.

In vergelijking met 4G biedt 5G:

• Hoge snelheden: Vanwege de grotere kanalen is 5G veel sneller dan voorgaande netwerken en reageert het in minder dan een seconde op verzoeken van gebruikers. Vergeleken met de pieksnelheid van 1 Gigabit per seconde (Gbps) van 4G, kan 5G op zijn snelst naar schatting 20 Gbps bereiken.
• Lagere latentie: 5G-netwerken zijn momenteel sub-6 GHz of mmWave, waardoor ze sneller reageren dan een netwerk met alleen 4G. Dit verbetert de gebruikerservaring en zorgt ervoor dat de technologie kan werken in industrieën en toepassingen met een grotere vraag naar betrouwbaarheid.
• Verbeterde connectiviteit: De hogere snelheden en verminderde latentie van 5G zorgen voor een sterkere verbinding die 5G-technologie opent voor meer cloudsoftware, machine learning-tools en slimme apparaten en sensoren.
• Beter bereik: Een van de belangrijkste voordelen van 5G-connectiviteit is het verbeterde bereik voor communicatie en mobiel-naar-WiFi roaming. 5G-netwerken hebben toegang tot gebieden die ooit waren afgesloten van digitale verbindingen, waardoor cruciale technologie levensreddende industrieën kan worden.

Hoewel het verschilt van 4G-technologie, is 5G er geen volledige vervanging voor. In de huidige staat van 5G hebben de meeste ingeschakelde apparaten nog steeds 4G-dekking nodig voor optimale prestaties.

Waarom is 5G belangrijk voor PCB's?

Deze verbindingsverbeteringen veranderen het landschap voor 5G PCB-ontwerp. Naarmate 5G op grotere schaal wordt gebruikt, neemt de vraag toe, waardoor de norm voor aanpasbaar PCB-ontwerp hoger wordt. Terwijl 4G-PCB's gebruikmaken van een basisbandeenheid, een externe radio-eenheid, antenne, koperdraad en glasvezel, hebben 5G-PCB's gecentraliseerde en gedecentraliseerde eenheden met breedbandcontrole-eenheden en mobiele edge computing. 5G-printplaten hebben ook meer basisstations nodig omdat er – ondanks hogere frequenties – meer dekking en antennes nodig zijn.

PCB-ontwerpers, fabrikanten en andere ingenieurs in de industrie kunnen het zich niet veroorloven om 5G te negeren, aangezien dit binnenkort elk onderdeel van het productieproces zal beïnvloeden:

• Klantbewustzijn: Naarmate klanten zich meer bewust worden van 5G-dekking en 5G-apparaten gemakkelijker op de markt verkrijgbaar zijn, moeten PCB-fabrikanten stappen ondernemen om gelijke tred te houden met de toegenomen en evoluerende vraag van de consumentenmarkt. Technologieën - en de processen en apparatuur die worden gebruikt om ze te ondersteunen - moeten snel kunnen worden aangepast naarmate 5G-netwerken veranderen en uitbreiden naar meer gebieden en apparaten.
• Dataverkeer: Experts voorspellen dat 5G tegen 2024 een kwart van al het mobiele dataverkeer zal verwerken dankzij de snelheid, lage latentie, veelzijdigheid en betrouwbaarheid. Deze gegevens omvatten video, mobiel gamen, telecommunicatie en browser- en applicatiegebruik. Deze piek in het dataverkeer vereist dat PCB-fabrikanten en apparaatontwerpers bestaande processen stroomlijnen en nieuwe processen opzetten om betrouwbare prestaties te behouden zonder achterblijvende gegevensoverdracht of haperende connectiviteit.
• Industriële toepassingen: Je hoort vaak 5G-terminologie die wordt gebruikt bij het bespreken van smartphones en andere gebruikerselektronica, maar deze verbeteringen hebben de 5G-dekking uitgebreid naar meerdere sectoren, waaronder de gezondheidszorg, auto-industrie, productie, detailhandel, entertainment en communicatie. Breder gebruik komt neer op een grotere vraag naar PCB-technologie en PCB-fabrikanten bij uitbreiding. Het introduceert ook moderne PCB-innovaties in industrieën die momenteel de technologie niet ten volle benutten, zoals de landbouw, waardoor de reikwijdte voor zowel 5G als PCB's wordt vergroot.

Hoe 5G PCB-fabrikanten zal beïnvloeden

PCB-fabrikanten kunnen deze snel evoluerende technologie bijbenen door ontwerp-, materiaal-, procedurele en productieprocessen te implementeren die zullen blijven groeien met 5G-technologie. Een paar veranderingen waar PCB-productie rekening mee moet houden, zijn onder meer:

• Kleinere ontwerpen: Consumentenelektronica, waaronder smartphones, draagbare fitnessapparaten en slimme luidsprekers, verandert voortdurend omdat fabrikanten concurreren met verschillende innovaties en gedurfde ontwerpkeuzes. Overweeg de nieuwste trend van opvouwbare smartphones. Traditionele PCB's zijn te rigide, dus meer flexibele 5G PCB-materialen moeten worden overwogen. Apparaten worden ook krachtiger en compacter en vereisen kleinere, dunnere PCB's die niet ten koste gaan van de prestaties, vooral omdat er nieuwe functies en trends op de markt komen.
• Verdunnere sporen: Veel 5G-apparaten hebben high-density interconnect (HDI) PCB's nodig omdat ze dunnere sporen hebben om verloren signalen en vertraagde transmissies te voorkomen. Traditionele PCB-processen, inclusief subtractief ontwerp, kunnen gekruiste sporen op de PCB creëren die de 5G-prestaties verstoren. Fabrikanten kunnen dit tegengaan door een semi-additief fabricageproces (mSAP) te gebruiken om rechtere, nauwkeurigere sporen te creëren voor maximale circuitdichtheid.
• AOI-systemen: Geavanceerde geautomatiseerde optische inspectiesystemen (AOI's) inspecteren PCB's tijdens het productieproces om eventuele problemen op te sporen, te identificeren en te repareren — hetzij in ontwerp, prestaties of vergelijking met het beoogde ontwerp — voordat ze overgaan tot massaproductie. Ze zijn superieur aan handmatige inspectie omdat ze minimale tijd en betrokkenheid van de werknemers vergen. Productiefaciliteiten zouden hun AOI-processen moeten optimaliseren en deze tot zo min mogelijk platforms moeten condenseren om middelen en vloeroppervlak te blijven besparen. 5G vereist nog geavanceerdere AOI-systemen om zelfs kleine afwijkingen op te vangen en te corrigeren om problemen sneller te isoleren.

De uitdagingen en kansen van 5G voor PCB's

Naarmate 5G een prominenter onderdeel wordt van de productie van PCB's, zullen producenten waarschijnlijk verschillende uitdagingen en kansen tegenkomen.

Uitdagingen van 5G PCB-technologie

Twee belangrijke uitdagingen voor 5G PCB-ontwerpen hebben betrekking op de antennebox en materialen voor thermisch beheer:

• Antennedoos: 5G-technologie maakt gebruik van extreem hoge frequenties (EHF), waarvoor meer basisstations en array-antennes nodig zijn om effectief te kunnen werken. PCB-fabrikanten zullen een grotere actieve antennebox moeten maken om deze meervoudige antenne-array-eenheden (AAU) te huisvesten.
• Thermisch beheer: Omdat 5G meer kracht en snelheid levert met verminderde latentie, moeten fabrikanten bestaande materialen analyseren en ontwerpwijzigingen doorvoeren die een beter thermisch beheer bevorderen. Dit omvat warmteafvoerende structuren en materialen met lage diëlektrische constanten om verloren signalen te elimineren en uitval van PCB's te voorkomen.

5G PCB-mogelijkheden

Voor consumenten heeft het aanpassen van PCB-ontwerpen aan 5G-netwerken duidelijke voordelen:een apparaat dat beter presteert en meer innovatieve functies heeft zonder prestatieproblemen die het systeem vertragen. Hoewel fabrikanten vergelijkbare voordelen kunnen genieten voor verschillende productieapparatuur, komt het belangrijkste voordeel van de vraag van de consument.

De PCB-markt zal blijven groeien vanwege de stijgende vraag naar krachtigere, aanpasbare apparaten en de componenten die ze aandrijven. Naarmate meer consumenten in verschillende sectoren migreren naar 5G-apparaten, zal de behoefte aan PCB's natuurlijk meegroeien.

Naast het voldoen aan de vraag van de consument en het behalen van betere winsten, zullen productiefaciliteiten die over de tools en processen beschikken om zich aan te passen aan de technologie - in plaats van achterop te raken - blijven groeien naarmate trends veranderen en de dekking groter wordt.

Neem contact op met Millennium Circuits voor meer informatie

Hoewel 5G-breedband zijn plaats in de wereld van digitale apparaten en connectiviteit nog steeds veiligstelt, zullen de hogere snelheden, verbeterde gebruikerservaring en betrouwbaarheid een blijvend effect hebben op de PCB-industrie. Fabrikanten moeten ernaar streven processen en middelen te verfijnen om uw bedrijf concurrerend en aanpasbaar te houden door meer warmtebestendige materialen te gebruiken en veranderende ontwerpen om betere signalen te creëren en achterblijvende prestaties te verminderen.

Ontdek onze producten en diensten of neem contact op met Millennium Circuits voor meer informatie over de invloed van 5G op uw project.