5G 애플리케이션을 위한 PCB 재료 선정

5G 이동통신 기술은 기존 이동통신 기술과 여러 기술적 차이점이 있으며, 이러한 차이점은 PCB 및 재료의 적용과 선택에 분명히 영향을 미칠 것입니다. 5G 애플리케이션은 일반적으로 6GHz 이하 대역과 밀리미터파 대역으로 나뉩니다. 초기 구축은 대부분 6GHz 이하 대역을 기반으로 이루어졌으며, 현재도 대다수가 6GHz 이하 대역에서 구축되고 있습니다. 밀리미터파 시스템의 개발로 인해 향후 밀리미터파 대역의 사용이 더욱 증가할 것입니다. 5G는 더 높은 데이터 전송 속도와 더 낮은 지연 시간이라는 장점을 가지고 있습니다.

5G 기술의 발전은 향상된 모바일 광대역(eMBB), 대규모 사물 인터넷(MMTC), 초고신뢰 저지연 통신(uRLLC)을 가능하게 할 것입니다. 5G 애플리케이션 관련 PCB는 더 높은 수준의 집적도와 더 많은 기능을 갖추게 되므로, 더욱 까다로운 PCB 설계 요구사항과 더욱 폭넓은 회로 재료 포트폴리오가 필요합니다.

PCB 열 관리 고려 사항

5G 기술은 특정 회로 기능에서 PCB 열 관리 문제를 더욱 악화시킬 수 있습니다. PCB에서 발생하는 열은 일반적으로 삽입 손실과 관련이 있습니다. 기본적으로 삽입 손실이 높은 회로는 더 많은 열을 발생시킵니다. 일단 열이 발생하면, 열을 효율적으로 방열 구조로 전달하여 방출하는 것이 중요합니다. 이 경우 고려해야 할 PCB 재료의 특성에는 손실 계수와 열전도율이 포함됩니다.

저손실 고주파 회로 재료는 삽입 손실이 낮아 발열량이 적습니다. 이러한 고주파 회로 재료는 일반적으로 손실 계수(Δf)가 낮고 표면이 매끄러운 구리 호일로 만들어집니다. 구리 호일의 표면 거칠기가 삽입 손실에 영향을 미친다는 것은 잘 알려져 있으며, 표면이 매끄럽거나 두께가 얇은 구리 호일일수록 삽입 손실이 적습니다. 여기서 말하는 구리 호일 표면 거칠기는 고주파(HF)와 절연체(F) 사이의 계면에서의 구리 호일 표면 거칠기를 의미합니다.적층 기판그리고구리 호일.

소산 계수  (Df) 고려 사항

Df는 재료 손실 탄젠트입니다. 라미네이트의 Df 값이 낮은지 판단하는 것은 쉽지 않은데, 이는 5G 시스템에 사용되는 회로 유형에 따라 크게 달라지기 때문입니다. 일반적으로 고주파 라미네이트는 Df 값이 0.004 이하이어야 합니다. 6GHz 미만의 5G 애플리케이션에서는 이 값이 적절하지만, 밀리미터파 주파수에서는 더 낮은 Df 값이 필요할 수 있습니다.

열전도율  고려 사항

5G 회로에 있어 또 다른 중요한 회로 재료 특성은 열전도율입니다. 높은 열전도율을 가진 고주파 적층재는 5G 애플리케이션의 열 관리 측면에서 매우 유리합니다. 일반적으로 열전도율이 0.50 W/mK인 적층재는 우수한 열전도체로 간주됩니다. 이러한 열전도율을 갖는 고주파 저손실 적층재도 존재하지만, 이보다 높은 열전도율을 가진 저손실 적층재는 드뭅니다.

RF PCB 재질 선정 -로저스 PCB

Rogers에서 새롭게 출시한 TC350 Plus 라미네이트 소재는 낮은 손실과 높은 열전도율을 탁월하게 결합한 제품입니다. TC350 Plus 라미네이트는 10GHz에서 측정했을 때 Df가 0.0017이고 열전도율은 1.24W/mK입니다. 이 소재는 열 관리가 더욱 중요한 5G 전력 증폭기 회로에 주로 사용됩니다. 또한, 안테나 어셈블리의 급전부 등 회로 구조에서도 열 관리 문제가 발생할 수 있습니다.

DK는 물질의 상대 유전율입니다. 5G 안테나 구조는 일반적으로 DK 값이 낮은 저손실 재료를 사용합니다. 다른 모든 회로 설계와 마찬가지로 여러 가지 절충점이 있으며, 안테나 회로는 보다 효율적인 방사를 위해 DK 값이 낮은 재료를 사용하는 경우가 많습니다. 여러 요소를 고려할 때, 일반적으로 안테나 회로에는 DK 값이 약 3인 회로 재료가 사용됩니다.

Rogers의 RO4730G3 라미네이트는 10GHz에서 테스트했을 때 공칭 유전율(Dk)이 3.0, 자유도(Df)가 0.0029이고 유전 상수 온도 계수(TCDk)가 매우 우수하여 다양한 5G 안테나 응용 분야에 적합합니다. TCDk는 5G 안테나 회로가 특정 온도 환경에 노출될 가능성이 높기 때문에 5G 안테나 응용 분야에서 중요한 특성입니다. 유전율은 재료의 고유 특성으로, 온도에 따라 변하는 유전 상수의 상수이며 모든 재료에 공통적으로 나타납니다. 라미네이트의 경우, 양호한 TCDk 값은 50ppm/°C이며, 이상적으로는 0에 가깝습니다. RO4730G3 라미네이트의 TCDk 값은 26ppm/°C입니다.

마지막으로

5G PCB 애플리케이션용 회로를 설계할 때는 재료 특성, 다른 PCB와의 상호 작용 등 여러 요소를 고려해야 합니다. 특히 5G 애플리케이션용 고주파 재료를 고려할 때는 재료 공급업체와 긴밀히 협력하는 것이 매우 중요합니다.

긴밀히 협력하는 것을 적극 권장합니다.PCB 제조업체5G 애플리케이션용 고주파 소재를 고려할 때.