5G PCB: Fabricantes exploram novos materiais e designs para acelerar implantação do 5G

A tecnologia de quinta geração (5G) está emergindo rapidamente como a próxima geração de comunicação móvel. A rede 5G está sendo amplamente utilizada em uma infinidade de IoT e dispositivos móveis. Empresas de vários setores apostam alto na alavancagem do 5G para alcançar comunicação de velocidade surpreendentemente alta em vários aplicativos. Uma combinação de alta largura de banda, baixa latência e alto desempenho, a tecnologia 5G ajuda as indústrias a construir vastas capacidades de rede nunca imaginadas ou alcançadas antes. O aumento dramático na velocidade de processamento de dados possível no 5G depende em grande parte do design do PCB. Os fabricantes de PCB estão, portanto, testemunhando amplas oportunidades para atender às demandas atuais e emergentes.

Implantação de 5G para impulsionar a comercialização de novos designs de PCB

A indústria de design de PCB tem feito avanços contínuos. Vários fatores relacionados à indústria de eletrônicos e a mudança dinâmica da demanda do consumidor impulsionaram a mudança. A crescente tendência de miniaturização da eletrônica e força robusta em direção à digitalização em diversos setores têm incentivado os fabricantes do setor a testar novas maneiras de integrar componentes em placas de circuito. Talvez o impulsionador mais forte para o mercado de PCB 5G tenha surgido da implantação da transição de 4G LTE e 4G para 5G. A introdução do 5G elevou a fasquia a um novo patamar.

A implantação em larga escala do 5G desencadeou a necessidade de novos projetos de PCB. Os fabricantes buscam novos projetos de trilhos de PCB para atender aos exigentes requisitos da rede 5G em várias aplicações. As empresas do mercado de PCB 5G estão em busca de novas geometrias para atender sinais de alta velocidade e alta frequência. Eles buscam novas técnicas para obter fatores de forma menores, densidades de interconexão intensas e capacidade aprimorada de integrar componentes como antenas. O desenvolvimento de matrizes de antena 5G inclui o uso de antenas MIMO (Multiple Input Multiple Output) de tamanho e forma adequados, por exemplo.

Múltiplas considerações orientam ou determinam qual geometria funciona melhor. A geometria é um dos fatores determinantes que moldaram o desenvolvimento de novos produtos no mercado 5G PCB. Finalmente, custo e complexidade são duas considerações importantes. A largura e a distância entre os trilhos são considerações importantes. A fotolitografia é uma das tecnologias que tem sido amplamente explorada por designers e fabricantes. Outra técnica de rastreamento econômica usada no mercado é a técnica mSAP (Semi-Additive Fabrication Process). Sinais de alta frequência apresentam desafios únicos para os fabricantes. A integridade do sinal é um dos fatores decisivos vitais para a escolha dos processos de fabricação de PCB.

PCBs de interconexão de alta densidade (HDI) apresentam enormes oportunidades de mercado

PCBs de interconexão de alta densidade (HDI) geraram grande interesse no mercado de PCBs 5G. A demanda por PCBs HDI testemunhou um aumento nas últimas décadas, com aumento na demanda por smartphones compatíveis com 5G. É caracterizado por maior densidade de circuitos e está sendo cada vez mais utilizado em smartphones. Os últimos anos testemunharam um aumento significativo na porcentagem de smartphones habilitados para 5G da remessa total: subiu de uma porcentagem para 69% projetados em 2023. A tendência do mercado apresentou enormes oportunidades para fabricantes de placas HDI PCB. Os fabricantes mais proeminentes oferecem vias cegas e enterradas, em que as microvias são de 0,006 ou menos de diâmetro. Várias tecnologias de embalagem foram adotadas para obter PCB de alta densidade, especialmente para PCBs HDI. Um exemplo é o uso da tecnologia fan-out. 

No entanto, vários desafios podem preocupar os fabricantes de PCB ao usar essas técnicas. Por exemplo, no caso de PCBs HDI, integridade de sinal ruim e anomalias de impedância são motivos de preocupação perpétua.

Aumento nos casos de uso do 5G para desempenhar um papel crucial

Com o surgimento da tecnologia 5G, as demandas dos fabricantes de PCB provavelmente se tornarão mais rigorosas. Esses requisitos abrirão caminho para a implementação de novas tecnologias de embalagem e inspeção. As empresas estão investindo cada vez mais no desenvolvimento de tecnologias automatizadas e avançadas que tornarão a linha de produção mais eficiente, bem como os fabricantes de PCB atenderão aos requisitos técnicos. Os fabricantes de PCB estão utilizando intensamente tecnologias avançadas de teste e inspeção na linha de montagem. Um exemplo são os fabricantes de PCB que adotam sistemas automatizados de inspeção óptica (AOIS).

A incorporação de novas tecnologias, como IA, ampliou a tela para a comercialização dessas tecnologias de inspeção no mercado 5G PCB. Os fabricantes de PCB parecem se beneficiar cada vez mais da incorporação de IA em sistemas de modelagem óptica automática (AOS). Por exemplo, a IA pode ajudar a aumentar a precisão da detecção de falhas AOI. O uso de AOS também pode beneficiar os usuários, especificamente para controlar a impedância em HDI PCBs. Em um futuro próximo, as tecnologias de inspeção de automação provavelmente se tornarão mais difundidas e usadas em conjunto com as tecnologias de inspeção. O processo semi-aditivo modificado (MSAP) é outro método emergente usado pelos fabricantes no mercado de PCB 5G.

Escolha de materiais de substrato cruciais para projetos de PCB prontos para 5G

Um progresso considerável foi feito na escolha de materiais de substrato. A demanda por material de substrato de alto desempenho abriu enormes oportunidades para empresas no mercado. Uma diretriz geral determina que os fabricantes precisam de materiais de substrato com baixa perda de transmissão dielétrica e alta condutividade térmica. Além disso, os fabricantes devem adotar materiais que lhes permitam administrar o intenso calor gerado.

Os fabricantes precisam de materiais de alta condutividade térmica. Outro critério significativo é que os materiais tenham baixa constante dielétrica. Inúmeros problemas podem ocorrer se o gerenciamento térmico não for tratado, o que certamente pode causar a degradação dos materiais PCB; exemplos são delaminação e traços de PCB quebrados. As características mecânicas e químicas, juntamente com o gerenciamento térmico, tornaram-se critérios importantes para os fabricantes de PCB 5G atenderem aos requisitos técnicos do 5G.

É provável que os avanços materiais, juntamente com a adoção de técnicas, desempenhem um papel crucial no desenvolvimento de projetos de PCB de alta frequência para aplicações de tecnologia 5G atuais e emergentes. Espera-se que a complexidade do custo e do projeto desempenhe um papel crucial na escolha dessas técnicas de fabricação. Espera-se que a evolução da indústria 5G influencie massivamente a dinâmica do desenvolvimento de produtos PCB. De acordo com um estudo de inteligência de negócios sobre o mercado de PCB 5G, o aumento exponencial da demanda por 5G em comunicações móveis, via satélite e celular em vários setores moldará o desenvolvimento do produto.

Duas áreas de aplicação no mercado 5G PCB são direção autônoma e casas inteligentes. A expansão dos aplicativos de IoT para cidades inteligentes provavelmente abrirá novos fluxos de receita para empresas no mercado de PCB 5G. A adoção do 5G na indústria médica apresenta enormes oportunidades. O aumento nos casos de uso de 5G no setor de saúde está prestes a abrir caminhos incríveis para os fabricantes de 5G. A necessidade de rede de alta velocidade e ultrabaixa latência são critérios cruciais para garantir a confiabilidade do monitoramento remoto em tempo real de doenças crônicas em pacientes. Algumas das outras áreas importantes são cirurgias robóticas e telessaúde.

A Ásia-Pacífico e a América do Norte são regiões lucrativas. Avanços na tecnologia de comunicação 5G provavelmente se tornarão importantes impulsionadores da demanda por PCBs 5G nesses mercados. As empresas estão gastando significativamente em P&D de novas geometrias de PCB e materiais de substrato para explorar o crescente potencial de receita.