تواجه معدات الاتصالات 5G متطلبات أعلى من حيث الأداء والحجم والتكامل الوظيفي، وأصبحت لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات، بمرونتها الممتازة وخصائصها الرقيقة والخفيفة ومرونة التصميم العالية، مكونات الدعم الرئيسية لمعدات الاتصالات 5G لتحقيق التصغير والأداء العالي، مما يُظهر مجموعة واسعة من التطبيقات المهمة في مجال معدات الاتصالات 5G.

1. تطبيق لوحة الدوائر المرنة متعددة الطبقات في معدات الاتصالات 5G
(أولاً) معدات المحطة الأساسية
في محطات قاعدة الجيل الخامس، تُستخدم لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات على نطاق واسع في وحدات التردد اللاسلكي. ونظرًا لحاجة محطات قاعدة الجيل الخامس إلى دعم نطاقات تردد أعلى وعرض نطاق ترددي أكبر، فقد أصبح تصميم وحدات التردد اللاسلكي أكثر تعقيدًا، وأصبح أداء نقل الإشارة والتخطيط المكاني للوحة الدوائر أمرًا بالغ الصعوبة. تُحقق لوحة الدوائر المرنة متعددة الطبقات نقلًا فعالًا لإشارات التردد اللاسلكي من خلال تصميمها الدقيق للدائرة، كما أن خصائصها القابلة للانحناء تتكيف مع الهيكل المكاني المعقد لمحطة القاعدة، مما يوفر المساحة بشكل فعال ويحسن تكامل المعدات. على سبيل المثال، في جزء توصيل مصفوفة الهوائي لمحطة القاعدة، يمكن للوحة الدوائر المرنة متعددة الطبقات توصيل وحدات هوائي متعددة بدقة بوحدة الواجهة الأمامية للتردد اللاسلكي، مما يضمن نقلًا مستقرًا للإشارات وتشغيلًا طبيعيًا للهوائي.
في وحدة الطاقة بمحطة القاعدة، تلعب لوحة الدوائر المرنة متعددة الطبقات دورًا هامًا. فهي تُحقق توزيعًا وإدارةً فعّالةً لإمدادات الطاقة، وتنقل الطاقة بدقةٍ عاليةٍ بمستويات جهدٍ مختلفةٍ إلى مختلف المكونات الإلكترونية من خلال تصميمٍ مُحكمٍ للخطوط، مما يضمن التشغيل المستقر لمعدات محطة القاعدة. علاوةً على ذلك، تُساعد خصائصها الرقيقة وخفيفة الوزن على تقليل الوزن الإجمالي لمعدات محطة القاعدة، وتسهيل التركيب والصيانة.
(ثانياً) المعدات الطرفية
في هواتف الجيل الخامس وغيرها من الأجهزة الطرفية، تُستخدم لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات على نطاق واسع. أولًا، تلعب هذه اللوحات دورًا رئيسيًا في توصيل اللوحة الأم بشاشة العرض. فهي لا تقتصر على نقل الإشارة بين اللوحة الأم وشاشة العرض فحسب، بل تتكيف أيضًا مع متطلبات تشوه الهاتف المحمول أثناء عمليات الطي والانحناء وغيرها. على سبيل المثال، يعتمد الجزء القابل للطي من الهاتف المحمول ذي الشاشة القابلة للطي على طبقات متعددة من لوحات الدوائر المرنة لتحقيق اتصال موثوق بين الشاشة واللوحة الأم، مما يضمن عرض الشاشة للصور واستقبال إشارات اللمس بشكل طبيعي في حالتي الطي والفتح.
ثانيًا، في وحدة الكاميرا، تُستخدم لوحة دوائر كهربائية مرنة متعددة الطبقات لتوصيل مستشعر الكاميرا باللوحة الأم. مع التحسين المستمر لبيكسلات كاميرات هواتف الجيل الخامس 5G ووظائفها الغنية، تتزايد متطلبات سرعة واستقرار نقل البيانات. توفر لوحة الدوائر الكهربائية المرنة متعددة الطبقات قناة نقل بيانات عالية السرعة ومستقرة، وتضمن نقل الصور ومقاطع الفيديو عالية الدقة التي تلتقطها الكاميرا بدقة وفي الوقت المناسب إلى اللوحة الأم للمعالجة.
بالإضافة إلى ذلك، من حيث توصيل البطارية وتوصيل وحدة التعرف على بصمات الأصابع للهواتف المحمولة 5G، تضمن لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات التشغيل الطبيعي لمختلف الوحدات الوظيفية بمرونتها الجيدة وأدائها الكهربائي، مما يوفر دعمًا قويًا للتصميم الرفيع ومتعدد الوظائف للهواتف المحمولة 5G.

2. المتطلبات الفنية للوحة الدائرة المرنة متعددة الطبقات في معدات الاتصالات 5G
(أولاً) أداء نقل الإشارة
تفرض خصائص السرعة العالية والتأخير المنخفض لاتصالات الجيل الخامس متطلبات عالية للغاية لأداء نقل الإشارة في لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات. يجب أن تكون خسائر نقل الإشارة في لوحات الدوائر منخفضة للغاية لضمان سلامة ودقة إشارات الجيل الخامس أثناء النقل. يتطلب هذا عند اختيار المواد استخدام مواد ذات ثابت عازل منخفض وخسارة منخفضة، مثل البولي إيميد (PI)، والتحكم الصارم في خشونة سطح المادة، مما يقلل من التشتت والانعكاس في عملية نقل الإشارة. في الوقت نفسه، في تصميم الخطوط، يتم تحسين عرض الخطوط وتباعدها ومطابقة المعاوقة، ويتم اعتماد نقل الإشارة التفاضلي وتقنيات أخرى لتحسين سرعة النقل وقدرتها على مقاومة التداخل، وتلبية المتطلبات الصارمة لاتصالات الجيل الخامس لنقل الإشارة.
(ثانيا) الموثوقية والاستقرار
عادةً ما تحتاج معدات اتصالات الجيل الخامس (5G) إلى العمل بثبات لفترات طويلة في بيئات معقدة ومتعددة، لذا يجب أن تتمتع لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات بدرجة عالية من الموثوقية والثبات. من حيث الخواص الميكانيكية، يجب أن تكون قادرة على تحمل الانحناء والالتواء المتكرر والتشوهات الأخرى دون حدوث كسر في الأسلاك أو تساقط اللحام أو أي مشاكل أخرى. يتطلب هذا استخدام تقنيات معالجة المواد المرنة المتقدمة في عملية التصنيع، مثل الحفر بالليزر والطلاء الكهربائي، وما إلى ذلك، لضمان متانة الأسلاك وموثوقية التوصيل. من حيث الأداء الكهربائي، من الضروري أن تتمتع بمقاومة جيدة لدرجة الحرارة والرطوبة، للحفاظ على أداء كهربائي مستقر في البيئات القاسية مثل درجات الحرارة والرطوبة العالية، وتجنب الأعطال مثل نقل الإشارة غير الطبيعي أو قصر الدائرة الناتج عن العوامل البيئية.
(ثالثًا) رفيع وصغير
لتلبية احتياجات تصميم تصغير وسماكة معدات اتصالات الجيل الخامس، تحتاج لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات إلى تقليل سمكها وحجمها باستمرار. من حيث السُمك، يتحقق التصميم فائق النحافة للوحة الدوائر باستخدام مواد ركيزة فائقة النحافة وتقنية معالجة الخطوط الدقيقة. على سبيل المثال، يتم التحكم في سمك الركيزة إلى أقل من 0.05 مم، ويتم تقليل عرض وتباعد الخطوط لتحسين كثافة أسلاك لوحة الدوائر. من حيث الحجم، من خلال تحسين تخطيط الخطوط واعتماد تقنيات التغليف المتقدمة، مثل التغليف على مستوى الشريحة (CSP) والتغليف على مستوى النظام (SiP)، يتم دمج المزيد من المكونات الإلكترونية في مساحة أصغر لتحقيق تصغير لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات، مما يوفر الظروف لتصميم رقيق وخفيف لمعدات اتصالات الجيل الخامس.

تتمتع لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات بمجموعة واسعة من التطبيقات المهمة في معدات اتصالات الجيل الخامس، من معدات المحطات الأساسية إلى المعدات الطرفية، ولا يمكن فصلها عن دعمها. في الوقت نفسه، ولتلبية احتياجات الأداء العالي لمعدات اتصالات الجيل الخامس، تواجه لوحات الدوائر المرنة متعددة الطبقات متطلبات تقنية صارمة من حيث أداء نقل الإشارة، والموثوقية والاستقرار، وخفة الوزن، والصغر.