Entdecken Sie die entscheidende Rolle von Leiterplattenmaterialien im 5G-Systemdesign. Erfahren Sie, wie die dielektrischen Eigenschaften, das Wärmemanagement und die Materialauswahl die Signalintegrität beeinflussen. Enthält detaillierte Vergleichstabellen von Verstärker-, Antennen- und Hochgeschwindigkeitsmodul-Leiterplattensubstraten.
Einführung
Die Einführung der 5G-Technologie hat die drahtlose Kommunikation verändert und erfordert, dass elektronische Systeme mit höheren Frequenzen und schnelleren Datenraten als je zuvor arbeiten. Das Herzstück dieser Transformation sind Leiterplattenmaterialien – die Grundlage der 5G-Schaltungen. Die Auswahl des richtigen Substrats ist unerlässlich, um geringe Signalverluste, stabile thermische Leistung und zuverlässige Hochfrequenzübertragung zu gewährleisten.
Dieser Artikel untersucht die kritischen Materialeigenschaften für das 5G-Leiterplattendesign und bietet umfassende Referenztabellen für Verstärker-, Antennen- und Hochgeschwindigkeitsmodulsubstrate, die in der Industrie weit verbreitet sind.
Warum Leiterplattenmaterialien im 5G-Design wichtig sind
Im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltungen kombinieren 5G-Systeme digitale Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenz-HF-Signale, wodurch sie sehr anfällig für elektromagnetische Störungen (EMI) sind. Die Materialauswahl wirkt sich direkt auf die Signalintegrität, die dielektrische Stabilität und die Wärmeableitung aus.
Zu berücksichtigende Schlüsselfaktoren sind:
- Dielektrizitätskonstante (Dk): Materialien mit niedrigerem Dk reduzieren die Signallaufzeit und -streuung.
- Verlustfaktor (Df): Ein niedriger Df minimiert den Energieverlust, was für Frequenzen im GHz-Bereich entscheidend ist.
- Wärmeleitfähigkeit: Eine effektive Wärmeableitung gewährleistet eine stabile Systemleistung.
- Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante (TCDk): Verhindert Verschiebungen der dielektrischen Eigenschaften bei Temperaturänderungen.
Best Practices im 5G-Leiterplattendesign
- Impedanzkontrolle: Beibehalten einer konstanten Leiterbahnimpedanz über Verbindungen hinweg.
- Kurze Signalpfade: HF-Leiterbahnen sollten so kurz wie möglich sein.
- Präzise Leitergeometrie: Leiterbahnbreite und -abstand müssen eng kontrolliert werden.
- Materialanpassung: Verwenden Sie Substrate, die für ihre vorgesehene Funktion (Verstärker, Antenne oder Modul) optimiert sind.
5G-Leiterplattenmaterial-Referenztabellen
1. 5G-Verstärker-Leiterplattenmaterialien
| Materialmarke |
Typ |
Dicke (mm) |
Plattengröße |
Herkunft |
Dk |
Df |
Zusammensetzung |
| Rogers |
R03003 |
0,127–1,524 |
12”×18”, 18”×24” |
Suzhou, China |
3,00 |
0,0012 |
PTFE + Keramik |
| Rogers |
R04350 |
0,168–1,524 |
12”×18”, 18”×24” |
Suzhou, China |
3,48 |
0,0037 |
Kohlenwasserstoff + Keramik |
| Panasonic |
R5575 |
0,102–0,762 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, China |
3,6 |
0,0048 |
PPO |
| FSD |
888T |
0,508–0,762 |
48”×36” |
Suzhou, China |
3,48 |
0,0020 |
Nanokeramik |
| Sytech |
Mmwave77 |
0,127–0,762 |
36”×48” |
Dongguan, China |
3,57 |
0,0036 |
PTFE |
| TUC |
Tu-1300E |
0,508–1,524 |
36”×48”, 42”×48” |
Suzhou, China |
3,06 |
0,0027 |
Kohlenwasserstoff |
| Ventec |
VT-870 L300 |
0,08–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, China |
3,00 |
0,0027 |
Kohlenwasserstoff |
| Ventec |
VT-870 H348 |
0,08–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, China |
3,48 |
0,0037 |
Kohlenwasserstoff |
| Rogers |
4730JXR |
0,034–0,780 |
36”×48”, 42”×48” |
Suzhou, China |
3,00 |
0,0027 |
Kohlenwasserstoff + Keramik |
| Rogers |
4730G3 |
0,145–1,524 |
12”×18”, 42”×48” |
Suzhou, China |
3,00 |
0,0029 |
Kohlenwasserstoff + Keramik |
2. 5G-Antennen-Leiterplattenmaterialien
| Materialmarke |
Typ |
Dicke (mm) |
Plattengröße |
Herkunft |
Dk |
Df |
Zusammensetzung |
| Panasonic |
R5575 |
0,102–0,762 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, China |
3,6 |
0,0048 |
PPO |
| FSD |
888T |
0,508–0,762 |
48”×36” |
Suzhou, China |
3,48 |
0,0020 |
Nanokeramik |
| Sytech |
Mmwave500 |
0,203–1,524 |
36”×48”, 42”×48” |
Dongguan, China |
3,00 |
0,0031 |
PPO |
| TUC |
TU-1300N |
0,508–1,524 |
36”×48”, 42”×48” |
Taiwan, China |
3,15 |
0,0021 |
Kohlenwasserstoff |
| Ventec |
VT-870 L300 |
0,508–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, China |
3,00 |
0,0027 |
Kohlenwasserstoff |
| Ventec |
VT-870 L330 |
0,508–1,524 |
48”×42” |
Suzhou, China |
3,30 |
0,0025 |
Kohlenwasserstoff |
| Ventec |
VT-870 H348 |
0,08–1,524 |
48”×36”, 48”×42” |
Suzhou, China |
3,48 |
0,0037 |
Kohlenwasserstoff |
3. 5G-Hochgeschwindigkeitsmodul-Leiterplattenmaterialien
| Materialmarke |
Typ |
Dicke (mm) |
Plattengröße |
Herkunft |
Dk |
Df |
Zusammensetzung |
| Rogers |
4835T |
0,064–0,101 |
12”×18”, 18”×24” |
Suzhou, China |
3,33 |
0,0030 |
Kohlenwasserstoff + Keramik |
| Panasonic |
R5575G |
0,05–0,75 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, China |
3,6 |
0,0040 |
PPO |
| Panasonic |
R5585GN |
0,05–0,75 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, China |
3,95 |
0,0020 |
PPO |
| Panasonic |
R5375N |
0,05–0,75 |
48”×36”, 48”×42” |
Guangzhou, China |
3,35 |
0,0027 |
PPO |
| FSD |
888T |
0,508–0,762 |
48”×36” |
Suzhou, China |
3,48 |
0,0020 |
Nanokeramik |
| Sytech |
S6 |
0,05–2,0 |
48”×36”, 48”×40” |
Dongguan, China |
3,58 |
0,0036 |
Kohlenwasserstoff |
| Sytech |
S6N |
0,05–2,0 |
48”×36”, 48”×42” |
Dongguan, China |
3,25 |
0,0024 |
Kohlenwasserstoff |
Schlussfolgerung
Der Übergang zu 5G-Netzwerken erfordert mehr als nur schnellere Prozessoren und fortschrittliche Antennen – er erfordert optimierte Leiterplattenmaterialien, die auf bestimmte Systemfunktionen zugeschnitten sind. Ob in Verstärkern, Antennen oder Hochgeschwindigkeitsmodulen, verlustarme, thermisch stabile Substrate sind die Grundlage für eine zuverlässige 5G-Leistung.
Durch die sorgfältige Auswahl von Materialien basierend auf Dk, Df und thermischen Eigenschaften können Ingenieure Leiterplatten bauen, die eine robuste Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeitsleistung gewährleisten – und damit den Anforderungen der drahtlosen Kommunikation der nächsten Generation gerecht werden.
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