在 5G 与 AI 技术蓬勃发展的时代,数据传输速率呈指数级增长,对 PCB(印刷电路板)的性能提出了前所未有的挑战。5G 网络要求信号传输速度达到每秒数 Gb 甚至更高,而 AI 芯片的海量数据处理需求,也需要 PCB 具备超高速、低延迟、抗干扰的信号传输能力。面对双重压力,PCB 究竟如何保障信号的稳定传输?
PCB优化板材与介电性能
传统的 PCB 板材在高频信号传输下会产生较大的损耗和延迟,难以满足 5G 与 AI 的需求。新型低介电常数(Dk)和低介质损耗因子(Df)的材料应运而生。例如,采用特殊改性的环氧树脂或聚四氟乙烯(PTFE)基材,能有效降低信号在传输过程中的衰减和失真。以 PTFE 材料为例,其 Dk 值可低至 2.1,相比传统 FR-4 材料,信号传输损耗降低 30% 以上。同时,这些材料还具备良好的耐热性和稳定性,可适应 5G 设备与 AI 芯片高发热的工作环境,从源头上保障信号传输质量。
电路板革新布线与层叠设计
为应对高速信号传输,PCB 的布线规则和层叠结构发生了根本性变化。在布线方面,采用差分信号传输技术,通过两条紧密耦合的线路传输相同信号的正负相位,有效抑制电磁干扰(EMI)和信号串扰。同时,严格控制走线长度、宽度和间距,避免出现直角或锐角走线,减少信号反射。在层叠设计上,增加信号层与地层的数量,优化电源层与地层的布局,形成低阻抗的电源分配网络。例如,采用对称层叠结构,将信号层夹在两个地层之间,利用地层屏蔽外界干扰,为高速信号提供稳定的传输环境。
线路板引入先进制造工艺
高精度的制造工艺是保障信号稳定传输的关键。激光钻孔技术取代传统机械钻孔,可实现孔径小于 0.1mm 的微小孔加工,提高布线密度的同时减少孔壁粗糙度,降低信号传输损耗。在电镀工艺上,采用脉冲电镀技术,使铜层更加均匀、致密,提升信号传输的导电性和稳定性。此外,借助盲埋孔技术,将孔隐藏在 PCB 内部,减少通孔对信号传输的影响,进一步优化信号完整性。
完善电磁屏蔽与散热设计
5G 与 AI 设备中,多个高频器件和高速信号线路密集分布,极易产生电磁干扰。PCB 通过添加金属屏蔽罩、采用电磁屏蔽材料涂覆等方式,将干扰信号隔离在特定区域。同时,优化散热设计也至关重要,因为高温会导致材料性能下降,影响信号传输。在 PCB 中嵌入散热铜箔、导热硅胶或采用埋铜块技术,快速将热量散发出去,确保 PCB 在适宜的温度下稳定工作。
PCB厂讲面对 5G 与 AI 带来的双重挑战,PCB 从材料、设计、工艺到防护等多个维度进行全面升级,以满足高速信号稳定传输的严苛要求。这些技术突破不仅推动了 PCB 行业的发展,更为 5G 与 AI 技术的广泛应用奠定了坚实基础。