Manufaktur PCB di Era 5G: Tren & Tantangan

Menurut para ahli industri, 40% populasi dunia akan menggunakan jaringan 5G pada tahun 2024. Permintaan yang meningkat ini akan mengakibatkan banyak perubahan bagi konsumen, pelaku ritel, dan perancang komponen, termasuk produsen papan sirkuit cetak (PCB). Pelajari lebih lanjut tentang 5G dan dampaknya terhadap bahan serta produksi PCB.

 

Apa Itu 5G?

5G adalah teknologi broadband seluler generasi ke-lima dan tersedia dalam variasi low-band, mid-band, dan high-band. Teknologi emerging ini menggunakan situs sel yang dibagi menjadi unit terpisah yang mengirim data terenkripsi melalui gelombang radio melalui koneksi kabel dan nirkabel.

Dibandingkan 4G, 5G menawarkan:

• Kecepatan tinggi: Karena saluran yang lebih luas, 5G jauh lebih cepat daripada jaringan sebelumnya, merespons permintaan pengguna dalam kurang dari satu detik. Dibandingkan kecepatan puncak 4G sebesar 1 Gigabit per detik (Gbps), 5G dapat mencapai estimasi 20 Gbps pada kecepatan tertinggi.
• Latensi lebih rendah: Jaringan 5G saat ini menggunakan sub-6 GHz atau mmWave, sehingga lebih responsif daripada jaringan hanya 4G. Ini meningkatkan pengalaman pengguna dan memungkinkan teknologi bekerja di industri serta aplikasi yang memiliki permintaan keandalan yang lebih tinggi.
• Konektivitas yang meningkat: Kecepatan yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah pada 5G menciptakan koneksi yang lebih kuat yang membuka teknologi yang diaktifkan 5G untuk lebih banyak perangkat lunak cloud, alat machine learning, dan perangkat serta sensor pintar.
• Jangkauan lebih baik: Salah satu keuntungan terpenting konektivitas 5G adalah jangkauan yang ditingkatkan untuk komunikasi dan roaming seluler-ke-WiFi. Jaringan 5G dapat mengakses area yang sebelumnya terputus dari koneksi digital, membawa teknologi kritis ke industri yang menyelamatkan nyawa.

Meskipun berbeda dari teknologi 4G, 5G bukan pengganti lengkapnya. Dalam kondisi saat ini, sebagian besar perangkat yang diaktifkan 5G masih membutuhkan cakupan 4G untuk kinerja optimal.

 

Mengapa 5G Penting bagi PCB?

Peningkatan konektivitas ini mengubah lanskap desain PCB 5G. Semakin banyak digunakan 5G, semakin tinggi permintaan, yang mengangkat standar untuk desain PCB yang dapat disesuaikan. Sementara PCB 4G menggunakan unit baseband, unit radio jarak jauh, antena, kabel tembaga, dan serat optik, PCB 5G memiliki unit terpusat dan terdesentralisasi dengan unit kontrol broadband dan mobile edge computing. PCB 5G juga memerlukan lebih banyak stasiun dasar karena—meski frekuensi lebih tinggi—lebih banyak cakupan dan antena yang dibutuhkan.

Perancang PCB, produsen, dan insinyur industri lainnya tidak dapat mengabaikan 5G, karena segera akan mempengaruhi setiap area proses produksi:

• Kesadaran pelanggan: Semakin banyak pelanggan yang menyadari cakupan 5G dan perangkat yang diaktifkan 5G semakin banyak tersedia di pasar, produsen PCB harus mengambil langkah untuk mengejar permintaan yang meningkat dan berkembang dari pasar konsumen. Teknologi—dan proses serta peralatan yang digunakan untuk mendukungnya—harus dapat dengan cepat disesuaikan seiring jaringan 5G berubah dan meluas ke lebih banyak area dan perangkat.
• Lalu lintas data: Ahli memprediksi 5G akan menangani satu-empat dari semua lalu lintas data seluler pada tahun 2024 berkat kecepatan, latensi rendah, serbaguna, dan keandalan. Data ini akan mencakup video, gaming seluler, telekomunikasi, dan penggunaan browser serta aplikasi. Lonjakan lalu lintas data ini menuntut produsen PCB dan perancang perangkat untuk menyederhanakan proses yang ada dan mendirikan proses baru untuk memelihara kinerja andal yang bebas dari transmisi data yang lambat atau konektivitas yang tidak stabil.
• Aplikasi industri: Anda sering mendengar terminologi 5G saat membahas smartphone dan elektronik pengguna lainnya, tetapi perbaikan ini telah memperluas cakupan 5G ke banyak sektor, termasuk industri kesehatan, otomotif, manufaktur, ritel, hiburan, dan komunikasi. Penggunaan yang lebih luas setara dengan permintaan yang lebih tinggi terhadap teknologi PCB dan produsen PCB sebagai implikasinya. Ini juga memperkenalkan inovasi PCB modern ke industri yang saat ini belum menggunakan teknologi secara maksimal, seperti pertanian, memperluas cakupan baik 5G maupun PCB.

 

Bagaimana 5G Akan Mempengaruhi Produsen PCB

Produsen PCB dapat mengejar teknologi yang berkembang pesat ini dengan menerapkan proses desain, bahan, prosedur, dan produksi yang akan terus berkembang dengan teknologi 5G. Beberapa perubahan yang harus diperhitungkan dalam manufaktur PCB meliputi:

• Desain yang lebih kecil: Elektronik konsumen, termasuk smartphone, perangkat kebugaran wearable, dan speaker pintar, selalu berubah seiring produsen berlomba dengan berbagai inovasi dan pilihan desain yang berani. Pertimbangkan tren terbaru smartphone lipat. PCB tradisional terlalu kaku, jadi bahan PCB 5G yang lebih fleksibel harus dipertimbangkan. Perangkat juga semakin canggih dan kompak, memerlukan PCB yang lebih kecil dan tipis tanpa mengorbankan kinerja, terutama seiring fitur dan tren baru hadir di pasar.
• Trace yang lebih tipis: Banyak perangkat 5G memerlukan PCB interconnect padat tinggi (HDI) karena memiliki trace yang lebih tipis untuk mencegah sinyal hilang dan transmisi yang tertunda. Proses PCB tradisional, termasuk desain subtractive, dapat menciptakan lintasan yang bersilang pada PCB yang mengganggu kinerja 5G. Produsen dapat mengatasi ini dengan menggunakan proses fabrikasi semi-additif (mSAP) untuk membuat trace yang lebih lurus dan lebih presisi untuk kepadatan sirkuit maksimum.
• Sistem AOI: Sistem inspeksi optik otomatis canggih (AOI) memeriksa PCB selama proses manufaktur untuk mendeteksi, mengidentifikasi, dan memperbaiki masalah apa pun—baik dalam desain, kinerja, atau perbandingan dengan desain yang diinginkan—sebelum melanjutkan ke produksi massal. Sistem ini unggul dibandingkan inspeksi manual karena memerlukan waktu minimal dan keterlibatan karyawan. Fasilitas manufaktur harus mengoptimalkan proses AOI dan menyederhanakannya ke sebanyak mungkin platform untuk terus menghemat sumber daya dan ruang lantai. 5G memerlukan sistem AOI yang lebih canggih untuk menangkap dan memperbaiki ketidacurutan bahkan kecil untuk mengisolasi masalah lebih cepat.

 

Tantangan dan Peluang 5G untuk PCB

Seiring 5G menjadi bagian yang lebih menonjol dalam manufaktur PCB, produsen kemungkinan akan mengalami beberapa tantangan dan peluang.

 

Tantangan Teknologi PCB 5G

Dua tantangan signifikan untuk desain PCB 5G terkait kotak antena dan bahan manajemen termal:

• Kotak antena: Teknologi 5G menggunakan frekuensi sangat tinggi (EHF), yang memerlukan lebih banyak stasiun dasar dan antena array untuk beroperasi secara efektif. Produsen PCB akan perlu menciptakan kotak antena aktif yang lebih besar untuk menempatkan beberapa unit array antena (AAU).
• Manajemen termal: Karena 5G menghasilkan lebih banyak daya dan kecepatan dengan latensi yang lebih rendah, produsen perlu menganalisis bahan yang ada dan melakukan perubahan desain yang mendorong manajemen termal yang lebih baik. Ini mencakup struktur pendingin dan bahan dengan konstanta dielektrik rendah untuk menghilangkan sinyal yang hilang dan mencegah kerusakan PCB.

 

Peluang PCB 5G

Bagi konsumen, menyesuaikan desain PCB untuk menaklukkan jaringan 5G memiliki keuntungan yang jelas—perangkat yang berkinerja lebih baik dan memiliki fitur inovatif lebih banyak tanpa masalah kinerja yang melambatkan sistemnya. Sementara produsen mungkin menikmati manfaat serupa di berbagai alat produksi, manfaat terbesar datang dari permintaan konsumen.

Pasar PCB akan terus berkembang karena meningkatnya permintaan akan perangkat yang lebih canggih, dapat disesuaikan, dan komponen yang memberinya daya. Semakin banyak konsumen di berbagai industri bermigrasi ke perangkat 5G, kebutuhan akan PCB secara alami akan tumbuh seiring dengan itu.

Selain memenuhi permintaan konsumen dan mencapai keuntungan yang lebih baik, fasilitas produksi yang memiliki alat dan proses untuk beradaptasi dengan teknologi—daripada tertinggal di belakangnya—akan terus berkembang seiring berubahnya tren dan memperluas cakupan.

 

Hubungi Millennium Circuits untuk Info Lebih Lanjut

Meskipun broadband 5G masih memposisikan dirinya di dunia perangkat digital dan konektivitas, kecepatan yang lebih cepat, pengalaman pengguna yang ditingkatkan, dan keandalan akan memiliki efek yang berkelanjutan pada industri PCB. Produsen harus berusaha menyempurnakan proses dan sumber daya untuk menjaga bisnis Anda tetap kompetitif dan dapat beradaptasi dengan menggunakan bahan yang lebih tahan panas dan mengubah desain untuk menciptakan sinyal yang lebih baik serta mengurangi kinerja yang melambat.

Jelajahi produk dan layanan kami atau hubungi Millennium Circuits untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana 5G dapat mempengaruhi proyek Anda.