5G용 PCB 제조

업계 전문가에 따르면 2024년까지 전 세계 인구의 40%가 5G 네트워크를 사용할 것이라고 합니다. 이러한 수요 증가는 인쇄 회로 기판(PCB) 제조업체를 비롯한 소비자, 소매업체 및 부품 설계자에게 여러 가지 변화를 일으킬 것입니다. 5G와 PCB 재료 및 생산에 미치는 영향에 대해 자세히 알아보세요.

5G란 무엇입니까?

5G는 5세대 모바일 광대역 기술이며 저대역, 중대역 및 고대역 변형으로 제공됩니다. 이 신흥 기술은 유선 및 무선 연결을 통해 전파를 통해 인코딩된 데이터를 전송하는 별도의 단위로 분할된 셀 사이트를 사용합니다.

4G와 비교하여 5G는 다음을 제공합니다.

• 고속: 더 큰 채널로 인해 5G는 이전 네트워크보다 훨씬 빠르며 1초 이내에 사용자 요청에 응답합니다. 4G의 1Gbps(초당 기가비트) 최고 속도와 비교할 때 5G는 가장 빠른 속도로 약 20Gbps에 도달할 수 있습니다.
• 낮은 지연 시간: 5G 네트워크는 현재 6GHz 이하 또는 mmWave이므로 4G 전용 네트워크보다 응답성이 높습니다. 이를 통해 사용자 경험이 향상되고 안정성에 대한 수요가 더 높은 산업 및 애플리케이션에서 이 기술을 사용할 수 있습니다.
• 연결성 향상: 5G의 증가된 속도와 감소된 지연 시간은 5G 지원 기술을 더 많은 클라우드 소프트웨어, 머신 러닝 도구, 스마트 기기 및 센서에 개방하는 더 강력한 연결을 만듭니다.
• 더 나은 도달범위: 5G 연결의 가장 중요한 이점 중 하나는 통신 및 셀룰러-Wi-Fi 로밍에 대한 향상된 도달 범위입니다. 5G 네트워크는 디지털 연결이 차단된 영역에 액세스할 수 있어 생명을 구하는 산업에 중요한 기술을 제공합니다.

4G 기술과 다르지만 5G는 이를 완전히 대체할 수 없습니다. 5G의 현재 상태에서 대부분의 지원 장치는 최적의 성능을 위해 여전히 4G 범위가 필요합니다.

5G가 PCB에 중요한 이유는 무엇입니까?

이러한 연결 개선은 5G PCB 설계의 판도를 바꿉니다. 5G가 널리 사용됨에 따라 수요가 증가하여 적응형 PCB 설계에 대한 표준이 높아졌습니다. 4G PCB는 기저대역 장치, 원격 무선 장치, 안테나, 구리선 및 광섬유를 사용하는 반면 5G PCB에는 광대역 제어 장치 및 모바일 에지 컴퓨팅이 있는 중앙 집중식 및 분산형 장치가 있습니다. 5G PCB에는 더 높은 주파수에도 불구하고 더 많은 커버리지와 안테나가 필요하기 때문에 더 많은 기지국이 필요합니다.

PCB 설계자, 제조업체 및 기타 산업 엔지니어는 곧 생산 프로세스의 모든 영역에 영향을 미칠 5G를 무시할 수 없습니다.

• 고객 인지도: 고객이 5G 적용 범위에 대해 더 많이 인식하고 5G 지원 장치를 더 쉽게 시장에서 사용할 수 있게 됨에 따라 PCB 제조업체는 소비자 시장의 증가하고 진화하는 요구 사항을 따라잡기 위한 조치를 취해야 합니다. 기술과 이를 지원하는 데 사용되는 프로세스 및 장비는 5G 네트워크가 변화하고 더 많은 영역과 장치로 확장됨에 따라 빠르게 적응해야 합니다.
• 데이터 트래픽: 전문가들은 5G가 속도, 짧은 대기 시간, 다용성 및 안정성 덕분에 2024년까지 모든 모바일 데이터 트래픽의 4분의 1을 처리할 것으로 예측합니다. 이 데이터에는 비디오, 모바일 게임, 통신, 브라우저 및 애플리케이션 사용이 포함됩니다. 데이터 트래픽이 급증함에 따라 PCB 제조업체와 장치 설계자는 기존 프로세스를 간소화하고 새로운 프로세스를 구축하여 지연되는 데이터 전송이나 불규칙한 연결 없이 안정적인 성능을 유지해야 합니다.
• 산업 애플리케이션: 스마트폰 및 기타 사용자 전자 제품에 대해 논의할 때 5G 용어를 자주 듣게 되지만 이러한 개선으로 인해 5G 적용 범위가 의료, 자동차, 제조, 소매, 엔터테인먼트 및 통신 산업을 비롯한 여러 부문으로 확대되었습니다. 사용 범위가 넓다는 것은 PCB 기술 및 PCB 제조업체에 대한 수요 증가와 동일합니다. 또한 농업과 같이 현재 기술을 최대한 활용하지 않는 산업에 현대적인 PCB 혁신을 도입하여 5G와 PCB의 범위를 확장합니다.

5G가 PCB 제조업체에 미치는 영향

PCB 제조업체는 5G 기술과 함께 계속 성장할 설계, 재료, 절차 및 생산 프로세스를 구현하여 빠르게 발전하는 이 기술을 따라갈 수 있습니다. PCB 제조에서 고려해야 할 몇 가지 변경 사항은 다음과 같습니다.

• 작은 디자인: 스마트폰, 웨어러블 피트니스 기기 및 스마트 스피커를 포함한 소비자 전자 제품은 제조업체가 다양한 혁신과 과감한 디자인 선택과 경쟁함에 따라 항상 변화하고 있습니다. 폴더블 스마트폰의 최신 트렌드를 생각해보자. 기존 PCB는 너무 단단하므로 보다 유연한 5G PCB 재료를 고려해야 합니다. 또한 장치는 더욱 강력하고 컴팩트해지고 있으며, 특히 새로운 기능과 트렌드가 시장에 출시됨에 따라 성능을 희생하지 않는 더 작고 얇은 PCB가 필요합니다.
• 얇은 흔적: 많은 5G 장치에는 신호 손실 및 전송 지연을 방지하기 위해 더 얇은 트레이스가 있기 때문에 고밀도 상호 연결(HDI) PCB가 필요합니다. 감산 설계를 포함한 기존 PCB 프로세스는 5G 성능을 방해하는 교차 트랙을 PCB에 생성할 수 있습니다. 제조업체는 mSAP(semi-additive manufacturing process)를 사용하여 최대 회로 밀도를 위해 더 직선적이고 정확한 트레이스를 생성함으로써 이 문제를 해결할 수 있습니다.
• AOI 시스템: 고급 자동 광학 검사 시스템(AOI)은 대량 생산으로 이동하기 전에 설계, 성능 또는 의도한 설계와 비교하여 문제를 감지, 식별 및 수리하기 위해 제조 공정 중에 PCB를 검사합니다. 최소한의 시간과 직원 개입이 필요하기 때문에 수동 검사보다 우수합니다. 제조 시설은 AOI 프로세스를 최적화하고 가능한 한 적은 수의 플랫폼으로 압축하여 리소스와 바닥 공간을 계속해서 보존해야 합니다. 5G에서는 문제를 더 빨리 분리하기 위해 작은 오정렬도 포착하고 수정하기 위해 훨씬 더 정교한 AOI 시스템이 필요합니다.

PCB용 5G의 도전과 기회

5G가 PCB 제조에서 더욱 두드러진 부분이 됨에 따라 생산자는 여러 도전과 기회에 직면하게 될 것입니다.

5G PCB 기술의 도전

5G PCB 설계의 두 가지 중요한 과제는 안테나 상자와 열 관리 재료를 다루는 것입니다.

• 안테나 상자: 5G 기술은 EHF(초고주파)를 활용하므로 효율적으로 작동하려면 더 많은 기지국과 어레이 안테나가 필요합니다. PCB 제조업체는 이러한 다중 안테나 어레이 장치(AAU)를 수용하기 위해 더 큰 활성 안테나 상자를 만들어야 합니다.
• 열 관리: 5G는 대기 시간을 줄이면서 더 많은 전력과 속도를 출력하기 때문에 제조업체는 기존 재료를 분석하고 더 나은 열 관리를 촉진하는 설계 변경을 수행해야 합니다. 여기에는 손실된 신호를 제거하고 PCB 고장을 방지하기 위해 유전 상수가 낮은 방열 구조 및 재료가 포함됩니다.

5G PCB 기회

소비자에게 5G 네트워크를 수용하기 위해 PCB 설계를 적용하는 것은 시스템 속도를 늦추는 성능 문제 없이 더 나은 성능과 더 혁신적인 기능을 갖춘 장치라는 분명한 이점이 있습니다. 제조업체는 다양한 생산 장비에서 유사한 이점을 누릴 수 있지만 가장 중요한 이점은 소비자 수요입니다.

PCB 시장은 더 강력하고 적응 가능한 장치와 이를 구동하는 구성 요소에 대한 수요 증가로 인해 계속 성장할 것입니다. 산업 전반에 걸쳐 더 많은 소비자가 5G 기기로 이동함에 따라 PCB에 대한 수요도 이에 따라 자연스럽게 증가할 것입니다.

소비자 요구를 충족하고 더 나은 수익을 달성하는 것 외에도 기술에 뒤처지는 대신 기술에 적응할 수 있는 도구와 프로세스를 갖춘 생산 시설은 트렌드가 변화하고 적용 범위가 확장됨에 따라 계속 성장할 것입니다.

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5G 광대역은 디지털 장치 및 연결성 분야에서 여전히 그 자리를 지키고 있지만 더 빠른 속도, 향상된 사용자 경험 및 안정성은 PCB 산업에 지속적인 영향을 미칠 것입니다. 제조업체는 더 나은 신호를 생성하고 지연 성능을 줄이기 위해 더 많은 내열성 재료를 사용하고 설계를 변경함으로써 비즈니스 경쟁력과 적응력을 유지하기 위해 프로세스와 리소스를 개선하기 위해 노력해야 합니다.

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