作者：vivo器件开发部  谢长虹


据相关调查数据显示，中国PCB的产值占到全球一半，但其中自己能生产的却不多，中国企业主要生产PCB的中低端产品，高利润的多层板，HDI板，封装基板多数采取进口。而通信设备的PCB需求主要以高多层板为主，具有8.95%的封装基板需求；移动终端的PCB需求则集中于HDI、挠性板和封装基板。


5G时代手机终端对于PCB/FPC的要求更加严格，以下是由vivo器件开发部 谢总近期发布的关于5G手机终端PCB/FPC的报告《5G手机终端PCB/FPC技术展望》，报告主要是从5G概念及进展、手机架构及5G关键技术问题、手机终端PCB/FPC技术发展方向、vivo5G等四个方向进行展开。


报告中，谢总表示世界数字通信发展史主要经历了由1G语音；2G语音、短信、互联网；3G语音、短信、音乐、短信、视频；4G语音、短信、互联网、音乐、视频、导航、游戏；5G语音、短信、互联网、音乐、视频、导航、AI、AR、VR、loT等过程。


报告中，谢总结合了当前4G的应用场景对5G的关键技术做了简单的阐述，他认为其关键技术在于扩展到高频、多天线、网络切片、频谱灵活性、系统传输消息优化等。其认为当前国内5G技术研发试验主要分两个阶段，分别是5G技术研发试验（2016.9-2018.10），目前正在系统验证中；其次是5G产品研发试验阶段（2018.10-2020）。


2019是5G商用元年（包含Sub6G和mmwave），早在2017年，中国移动便已在上海、广州、宁波、苏州、北京开通了5G基站；中国电信在雄安、深圳、上海、苏州、成都、兰州等六个城市开通了5G试点基站；中国联通在上海实现了首个3.5G/1.8G双频试验场景，在深圳建立了首个5G新空口外场测试站点。2018年中国移动建立了世界最大的5G试验网，在杭州、上海、苏州、武汉五个城市开展外场测试，每个城市将建设超过100个5G基站，还将在北京、成都、深圳等12个城市进行5G业务和应用示范；中国电信在雄安、深圳、上海、苏州、成都、兰州等城市开展外场测试；中国联通在北京、深圳、上海、杭州一、天津、南京、雄安等7个城市进行5G试验。


在5G手机产业进展方面，主要体现在芯片、元器件、PCB/FPC、终端等四个方面。芯片方面主要体现为高通、英特尔、华为争相发布；元器件方面主要体现为集成化/小型化逐步推进；PCB/FPC方面主要体现为高密度化发展趋势明显，功能材料涌现；终端方面主要体现为群雄逐鹿，布局5G。


一般情况下，手机的架构主要是通过PCB/FPC设计实现元器件、天线、接口等电子互连，以下是iPhone、三星、华为、OPPO、vivo等各大手机终端的设计方式。


5G的来临给手机带来的改变是器件的增多、功能及能耗的增加、速率的提升、辐射的增大等。带来是空间紧张、散热瓶颈、路损增大、干扰增大等问题。报告中谢总针对这些问题提供了解决方案：在空间方面主张堆叠主板、SiP、Interposer、MoB、mSAP、ECP、金属基板等；在散热方面主张铜Core、散热板材、导热膏塞孔；速率方面主张MPI基材、LCP基材、氟树基材、Low Profile、mSAP；干扰方面主张高频EMI、共形屏蔽。


在手机终端PCB/FPC技术发展，认为设计方面可以从堆叠主板、模板化、软硬结合板、多层板、金属基板、SiP、Interposer改进；材料方面可以采用LCP基材、MPI基材、高频EMI、氟树基材、导热塞孔、散热板材、铜Core、Low Profile、High Tg等；工艺方面可以采用MoB、共形屏蔽、MSAP、ECP、厚Cu工艺等。