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阻容“小”型化如何应对5G PCB“大”挑战？

发布时间： 2020/3/16 10:09:54 | 319 次阅读

国际电子商情 5天前

103亿，85亿，看到这个数字是不是很吓人？其实这分别是华为麒麟990 5G芯片和苹果A13 Bionic的晶体管数量，制程更高，晶体管数量更多，CPU频率更高，意味着芯片更高的性能，搭载更丰富的功能。随着5G时代的到来，以华为海思、苹果三星、高通联发科为代表的的芯片厂商都推出了自己家的旗舰芯片，就在不久前，高通公司的骁龙865平台也正式发布了。2020年，一大波搭载5G芯片的手机将会“纷至沓来”，芯片商和手机商都“接受”了5G挑战。

对于电子元器件的制造商们，如何应对这场5G挑战呢？

本文内容结构：

5G面临的挑战

1、PCB堆叠挑战

2、PCB散热挑战

3、PCB天线挑战

应对挑战

1、国巨推出超小封装电阻

2、KEMET T540/T541系列钽电容极低ESR

3、TDK推出热温度系数小的NTC

5G面临的挑战

No.1

PCB堆叠挑战

以合理的规则将元器件摆放在PCB板上，叫PCB堆叠。PCB堆叠需要考虑PCB板的面积，需要考虑layout走线是否顺畅，需要考虑射频性能，需要考虑PCB散热，需要考虑结构性能，需要考虑整机重量等等，下图是一个5G旗舰手机内部的一块电路板，上面的元器件密密麻麻的。

5G时代对速度要求高，对功能的要求更高，有线充电，无线充电，反向充电，4摄像头，屏幕指纹，大容量电池，NFC，更高刷新率的屏幕，好的体验，意味着更多的功能电路，寸土寸金的手机PCB中，如何放下这么多元器件，将会是一个严峻的挑战？

某5G手机PCB

No.2

PCB散热挑战

4G的网络延时在40~60ms左右，5G的网络延时有望达到1ms，更低的网络延时意味着更畅快的游戏体验，5G时代玩游戏再也不会出现“460ms”。

我们都知道玩游戏或者长时间刷剧手机都会发热，这是因为CPU在高速运转会产生热量，另外我们会发现不同的手机发热表现不一致，有的手机集中在顶部，有的手机集中在背部，这是因为不同的PCB方案，传导至手机壳的热量不均匀。5G时代，如何更好的处理发热源，如何有效添加散热材料，也会是一个严峻的挑战？

某手机红外热像对比图

No.3

PCB天线挑战

华为Mate30系列手机内部集成21根天线，真是惊呆了小伙伴们的下巴，其中14根用于5G（其余7根用于WiFi、BT、GPS和NFC），5G标配其实是8根天线，4G标配2根天线，足足翻了3倍。更多的天线意味着更好的射频性能，天线的面积，天线的放置，天线的辐射，MIMO（多输入输出）技术的应用等，也将会是一大严峻的挑战？

应对挑战

1、国巨推出超小封装电阻

Yageo的RC0075和RC0100型电阻是目前封装电阻，阻容作为电子产品中使用数量多的电子元器件，一个高端手机内部将使用800~1000个左右的多层陶瓷电容，电阻的数量比电容稍少一些，采用更小封装的阻容，将会节省更多的PCB空间，来塞进更多的“用户体验”。

Yageo电阻尺寸

在RC0075如此小的封装下，工作电压可以做到10V，在众多以锂离子电池（3.8V~4.2V）供电（包括手机）的电子产品中，10V已经是足够高的电压，可以放心大胆的选用0075封装电阻。

Yageo贴片电阻的功率、工作温度、工作电压对照表，知道这些参数，你还愁如何对电阻进行选型吗？

2、KEMET T540/T541系列钽电容极低ESR

我们都知道手机在通话或者数据通信时，会产生较大的纹波电流，使用高ESR的钽电容，U=ESR*I（I是纹波电流，U是纹波电压）的关系，将会产生较高的纹波电压，纹波电压高会有一个风险，在电池电量不够，电池电压低的情况下，会将电池电压拉到更低，使手机关机。

KEMET T540/T541系列钽电容具有极低的ESR，可以允许通过更大的纹波电流，T540/T541系列的高容值也会对纹波电压起到至关重要的作用。

T540/T541系列还有一个重大的特征，高频保持能力强，下图我们看出低于100K的频率，T541系列电容的容值几乎不变，在高频下阻抗曲线呈现近似理想电容器特性，ESR和ESL的影响很低。

3、TDK推出热温度系数小的NTC

NTC热敏电阻是一种温度传感器，因为电路简单，少两个器件即可，成本便宜，被广泛使用。2月份发布的小米10系列5G手机内置9个温度传感器，精密地监测PCB上每个关键点温度，然后精准控温，极大概率使用NTC作为温度传感器，使用电路器件少，将大大减少PCB的占用空间，并且减少BOM成本。

TDK推出的热温度系数NTC热敏电阻，热温度系数指的是在零功率条件下，当温度发生突变时，热敏电阻体温度变化了始末温度差的63.2%所需的时间，通俗的说就是表示NTC热敏电阻器检测温度的灵敏度。

TDK的NTC热敏电阻的低温度系数，可以快速监测5G PCB板温度，为5G PCB散热挑战献出了自己的力量。

NTC热敏电阻测温电路

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