تجهیزات ارتباطی 5G از نظر عملکرد، اندازه و ادغام عملکردی با الزامات بالاتری روبرو هستند و بردهای مدار انعطاف‌پذیر چند لایه، با انعطاف‌پذیری عالی، ویژگی‌های نازکی و سبکی و انعطاف‌پذیری بالای طراحی، به اجزای اصلی پشتیبانی برای تجهیزات ارتباطی 5G برای دستیابی به کوچک‌سازی و عملکرد بالا تبدیل شده‌اند و طیف گسترده‌ای از کاربردهای مهم را در زمینه تجهیزات ارتباطی 5G نشان می‌دهند.
کاربرد برد مدار انعطاف‌پذیر چندلایه در تجهیزات ارتباطی 5G
(一) تجهیزات ایستگاه پایه
در ایستگاه‌های پایه 5G، بردهای مدار انعطاف‌پذیر چند لایه به طور گسترده در ماژول‌های RF استفاده می‌شوند. از آنجا که ایستگاه‌های پایه 5G نیاز به پشتیبانی از باندهای فرکانسی بالاتر و پهنای باند بزرگتر دارند، طراحی ماژول‌های RF پیچیده‌تر شده است و عملکرد انتقال سیگنال و چیدمان فضایی برد مدار بسیار مورد نیاز است. برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه می‌تواند از طریق طراحی دقیق مدار، انتقال کارآمد سیگنال‌های RF را محقق کند و ویژگی‌های خمش‌پذیری آن می‌تواند با ساختار فضایی پیچیده ایستگاه پایه سازگار شود و به طور موثر در فضا صرفه‌جویی کرده و ادغام تجهیزات را بهبود بخشد. به عنوان مثال، در بخش اتصال آرایه آنتن ایستگاه پایه، برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه می‌تواند چندین واحد آنتن را به طور دقیق به ماژول جلویی RF متصل کند تا انتقال پایدار سیگنال‌ها و عملکرد طبیعی آنتن تضمین شود.
در ماژول برق ایستگاه پایه، برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. این برد می‌تواند توزیع و مدیریت کارآمد منبع تغذیه را محقق کند و برق را با سطوح ولتاژ مختلف به طور دقیق از طریق چیدمان منطقی خطوط به قطعات الکترونیکی مختلف منتقل کند تا عملکرد پایدار تجهیزات ایستگاه پایه تضمین شود. علاوه بر این، ویژگی‌های نازک و سبک برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه به کاهش وزن کلی تجهیزات ایستگاه پایه کمک کرده و نصب و نگهداری را تسهیل می‌کند.
(二) تجهیزات ترمینال
در تلفن‌های همراه 5G و سایر تجهیزات ترمینال، بردهای مدار انعطاف‌پذیر چند لایه کاربرد گسترده‌تری دارند. اول از همه، در اتصال بین مادربرد و صفحه نمایش، برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه نقش پل ارتباطی کلیدی را ایفا می‌کند. این برد نه تنها می‌تواند انتقال سیگنال بین مادربرد و صفحه نمایش را انجام دهد، بلکه می‌تواند با نیازهای تغییر شکل تلفن همراه در فرآیند تا کردن، خم شدن و سایر عملیات نیز سازگار شود. به عنوان مثال، قسمت تاشوی تلفن همراه با صفحه نمایش تاشو برای دستیابی به اتصال قابل اعتماد بین صفحه نمایش و مادربرد به چندین لایه برد مدار انعطاف‌پذیر متکی است و تضمین می‌کند که صفحه نمایش می‌تواند به طور معمول تصاویر را نمایش داده و سیگنال‌های لمسی را در حالت تا شده و باز شده دریافت کند.
دوم، در ماژول دوربین، از یک برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه برای اتصال سنسور دوربین به مادربرد استفاده می‌شود. با بهبود مستمر پیکسل‌های دوربین تلفن همراه 5G و عملکردهای غنی‌تر، الزامات سرعت و پایداری انتقال داده بیشتر و بیشتر می‌شود. برد مدار انعطاف‌پذیر چند لایه می‌تواند کانال انتقال داده پرسرعت و پایداری را فراهم کند و اطمینان حاصل کند که تصاویر و ویدیوهای با کیفیت بالا که توسط دوربین گرفته می‌شوند، می‌توانند به موقع و با دقت برای پردازش به مادربرد منتقل شوند.
علاوه بر این، از نظر اتصال باتری و اتصال ماژول تشخیص اثر انگشت تلفن‌های همراه 5G، بردهای مدار انعطاف‌پذیر چندلایه با انعطاف‌پذیری خوب و عملکرد الکتریکی خود، عملکرد عادی ماژول‌های کاربردی مختلف را تضمین می‌کنند و پشتیبانی قوی برای طراحی نازک و چندمنظوره تلفن‌های همراه 5G فراهم می‌کنند.
الزامات فنی برد مدار انعطاف‌پذیر چندلایه در تجهیزات ارتباطی 5G
(一) عملکرد انتقال سیگنال
ویژگی‌های سرعت بالا و تأخیر کم ارتباطات 5G، الزامات بسیار بالایی را برای عملکرد انتقال سیگنال بردهای مدار انعطاف‌پذیر چندلایه مطرح می‌کند. برد مدار باید تلفات انتقال سیگنال بسیار کمی داشته باشد تا یکپارچگی و دقت سیگنال‌های 5G در حین انتقال تضمین شود. این امر مستلزم انتخاب مواد، استفاده از مواد زیرلایه با ضریب دی‌الکتریک پایین و تلفات کم، مانند پلی‌آمید (PI) و کنترل دقیق زبری سطح مواد، کاهش پراکندگی و انعکاس در فرآیند انتقال سیگنال است. در عین حال، در طراحی خط، با بهینه‌سازی عرض، فاصله و تطبیق امپدانس خط، انتقال سیگنال دیفرانسیلی و سایر فناوری‌ها برای بهبود سرعت انتقال و قابلیت ضد تداخل سیگنال اتخاذ می‌شوند و الزامات سختگیرانه ارتباطات 5G برای انتقال سیگنال را برآورده می‌کنند.
(二) قابلیت اطمینان و پایداری
تجهیزات ارتباطی 5G معمولاً نیاز دارند که برای مدت طولانی در محیط‌های پیچیده و متنوع به طور پایدار کار کنند، بنابراین بردهای مدار انعطاف‌پذیر چند لایه باید از درجه بالایی از قابلیت اطمینان و پایداری برخوردار باشند. از نظر خواص مکانیکی، باید بتوانند در برابر خم شدن، پیچ خوردن و سایر تغییر شکل‌های متعدد بدون شکستگی خط، جدا شدن محل اتصال لحیم و سایر مشکلات مقاومت کنند. این امر مستلزم استفاده از فناوری پیشرفته پردازش مواد انعطاف‌پذیر در فرآیند تولید، مانند سوراخکاری لیزری، آبکاری و غیره، برای اطمینان از استحکام خط و قابلیت اطمینان اتصال است. از نظر عملکرد الکتریکی، لازم است که مقاومت در برابر دما و رطوبت خوبی داشته باشند، عملکرد الکتریکی پایدار را در محیط‌های سخت مانند دمای بالا و رطوبت بالا حفظ کنند و از خطاهایی مانند انتقال سیگنال غیرطبیعی یا اتصال کوتاه ناشی از عوامل محیطی جلوگیری کنند.
(三) نازک و کوچک
به منظور برآورده کردن نیازهای طراحی کوچک‌سازی و نازک‌سازی تجهیزات ارتباطی 5G، بردهای مدار انعطاف‌پذیر چند لایه باید به طور مداوم ضخامت و اندازه خود را کاهش دهند. از نظر ضخامت، طراحی فوق نازک برد مدار با استفاده از مواد زیرلایه فوق نازک و فناوری پردازش خطوط ریز محقق می‌شود. به عنوان مثال، ضخامت زیرلایه زیر 0.05 میلی‌متر کنترل می‌شود و عرض و فاصله خطوط کاهش می‌یابد تا تراکم سیم‌کشی برد مدار بهبود یابد. از نظر اندازه، با بهینه‌سازی چیدمان خطوط و اتخاذ فناوری‌های پیشرفته بسته‌بندی، مانند بسته‌بندی در سطح تراشه (CSP) و بسته‌بندی در سطح سیستم (SiP)، قطعات الکترونیکی بیشتری در فضای کوچکتری ادغام می‌شوند تا به کوچک‌سازی بردهای مدار انعطاف‌پذیر چند لایه دست یابند و شرایط را برای طراحی نازک و سبک تجهیزات ارتباطی 5G فراهم کنند.
بردهای مدار انعطاف‌پذیر چندلایه طیف گسترده‌ای از کاربردهای مهم را در تجهیزات ارتباطی 5G دارند، از تجهیزات ایستگاه پایه گرفته تا تجهیزات ترمینال، و نمی‌توان آنها را از پشتیبانی آن جدا کرد. در عین حال، برای پاسخگویی به نیازهای عملکرد بالای تجهیزات ارتباطی 5G، بردهای مدار انعطاف‌پذیر چندلایه از نظر عملکرد انتقال سیگنال، قابلیت اطمینان و پایداری، سبکی و کوچک‌سازی با الزامات فنی سختگیرانه‌ای روبرو هستند.