Die Nachfrage nach flexiblen gedruckten Schaltungen (FPCs) für die Hochgeschwindigkeitsübertragung und der Anstieg der Smartphone-Geschwindigkeit und -Kommunikationskapazität

Von der Telemedizin bis zum Autonomes Fahren: Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der drahtlosen Hochgeschwindigkeitskommunikation

Mit der zunehmenden Verbreitung von Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetzen steigen auch die Möglichkeiten, vielfältige Inhalte (Texte, Bilder, Musik, Videos usw.) auf IT-Geräten wie Smartphones, Tablets und Laptops zu teilen. Die Weiterentwicklung der Mobilfunknetze von 3G über 4G bis hin zu 5G sowie Fortschritte in der Glasfasernetzinfrastruktur haben die Entstehung neuer Geräte, neuer Dienste und ein exponentielles Wachstum des Datenverkehrs über diese Netze ermöglicht.

Mit der Weiterentwicklung der Telemedizin in naher Zukunft wird erwartet, dass Ärzte Operationssäle aus der Ferne einsehen und operieren können, indem sie spezielle Operationsroboter steuern. Und im Bereich des Autonomes Fahren werden Weiterentwicklungen voraussichtlich dazu führen, dass Fahraufnahmen und Sensordaten an ein Managementzentrum übertragen werden, wo Computer das Fahrzeug per Fernsteuerung steuern.​​​​

Da in beiden Fällen die Orte, an denen Informationen gesammelt und Aktionen ausgeführt werden, von den Orten getrennt sind, an denen Informationen verarbeitet und Anweisungen erteilt werden, erfolgt die Kommunikation in beide Richtungen und erfordert die Verarbeitung riesiger Datenmengen in Echtzeit. Aufgrund der räumlichen Distanz zwischen den beiden ist es unvermeidlich, dass es zu gewissen Verzögerungen kommt. Wenn diese jedoch nicht auf ein Minimum beschränkt werden, könnte dies zu ernsthaften Problemen führen.

Darüber hinaus basieren verschiedene heute in Betracht gezogene Dienste und Technologien auf der Annahme von Fortschritten in der Kommunikationstechnologie, insbesondere der drahtlosen Kommunikationstechnologie.

​Höhere Geschwindigkeiten, mehr Verbindungen und geringere Latenz bei der drahtlosen Kommunikation

Schlüsselfaktoren für die Reaktion auf die weltweit wachsende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitskommunikation mit hoher Kapazität sind Fortschritte bei der Kommunikationsgeschwindigkeit, Mehrfachkonnektivität und geringer Latenz.

Nachfolgend sind die Funktionen von 5G, dem aktuellen Standard für drahtlose Hochgeschwindigkeitskommunikation, im Vergleich zur vorherigen Generation, 4G LTE, aufgeführt.

Dies zeigt zwar, dass 5G die Übertragung deutlich größerer Datenmengen als 4G LTE unterstützen kann, es bestehen jedoch Bedenken, dass 5G die steigende Datenlast angesichts der zunehmenden Verbreitung des Internets der Dinge (IoT) und der Internetanbindung aller Arten von Produkten möglicherweise nicht bewältigen kann. So wurde beispielsweise auf dem 6. Expertentreffen zur Entwicklung digitaler Infrastruktur (Rechenzentren usw.), das vom japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie sowie dem Ministerium für Inneres und Kommunikation organisiert wurde, geschätzt, dass ein einzelnes autonomes Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit von 60 bis 100 km/h täglich 767 TB Datenübertragung generieren könnte.

Die bereits erwähnten Informationsmaterialien schätzen das tägliche Datenübertragungsvolumen eines Smartphones auf 0,3 GB. Sie legen nahe, dass für reibungsloses Autonomes Fahren das Datenübertragungsvolumen 2,5 Millionen Mal höher sein müsste als das eines Smartphones. Mit Blick auf die Zukunft wächst die Dynamik für die Entwicklung der noch schnelleren 6G-Technologie. Forschungsgruppen werden gegründet, um 6G-Netze bis 2030 Realität werden zu lassen.

Erforderliche Maßnahmen bei Smartphone-Geräten

Neuere Smartphones sind äußerst multifunktionale und leistungsstarke digitale Geräte, die zahlreiche Funktionen und Dienste mit einem einzigen Gerät unterstützen können. Insbesondere die Unterstützung einer Vielzahl von Mobilfunkstandards (4G LTE/5G, GPS, Bluetooth, Wi-Fi, bargeldloses Bezahlen (NFC), Wireless Charging etc.) macht sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Alltags. Um dies zu ermöglichen, sind Antennen und Komponenten, die jeden Standard unterstützen, im Gehäuse enthalten. Der Schlüssel ist, dass die elektronischen Komponenten für jede Funktion in das dünne und kleine Gehäuse gepackt sind und Funkwellen für unterschiedliche Standards verarbeiten. Wenn Sie eine Mikrowelle verwenden, während Sie Ihr Smartphone zu Hause verwenden, kann es zu WLAN-Unterbrechungen kommen. Dies liegt daran, dass die Mikrowellen im Ofen und die WLAN-Funkwellen (z. B. IEEE 802.11b/11g) dasselbe 2,4-GHz-Band verwenden und der Hochleistungs-Mikrowellenherd die WLAN-Funkwellen stört.

Funkstörungen waren auch bei 4G-Kommunikationsgeräten ein Problem, aber bei 5G-Kommunikationsgeräten, die empfindlichere Hochfrequenz-Radiowellen verwenden, wird die Beseitigung von Funkstörungen noch stärker gefordert sein.
Da die 5G-Funkwellen selbst leicht gedämpft werden, müssen Möglichkeiten entwickelt werden, um Funkstörungen durch eine optimierte Anordnung der Komponenten im Gehäuse zu reduzieren. Darüber hinaus müssen für jede einzelne Komponente verschiedene Interferenz-Gegenmaßnahmen, einschließlich Rausch-Gegenmaßnahmen, implementiert werden, um die Gesamtleistung zu verbessern.

Lösungen durch das duroplastische Klebeband mit niedriger Dielektrizitätskonstante von Dexerials

Smartphones empfangen mit einer internen Antenne als Funkwellen übertragene Daten, wandeln sie in elektrische Signale um und verarbeiten sie wie ein PC danach. Da mehr Informationen schnell in einem kontinuierlichen Strom ankommen, ist eine ähnliche Geschwindigkeit sowohl für die Verarbeitung der elektrischen Signale als auch für deren Übertragung an die verschiedenen Komponenten erforderlich. Da dies nicht nur für den Empfang, sondern auch für das Senden von Daten erreicht werden muss, müssen elektrische Komponenten zur Unterstützung dieser Funktionalität in das Smartphone gepackt werden. Da viele dieser Komponenten aus funktionalen Gründen nur begrenzt platziert werden können, kann die Platzierung der Komponenten nicht auf der Grundlage von Spezifikationen für die elektrische Signalübertragung entschieden werden. Insbesondere sind die Positionen von Komponenten wie Anzeigemodulen, Kameramodulen, Lautsprechern, Mikrofonen und physischen Tasten meist festgelegt, und die Drähte, die sie elektrisch verbinden, müssen um sie herum angeordnet sein, um die Übertragungsspezifikationen zu erfüllen. Dies macht die Fähigkeit von FPCs, Komponenten innerhalb des kleinen Gehäuses zu verbinden, zu einem Schlüsselfaktor für die Erzielung einer Hochgeschwindigkeitsübertragung.

Generell steigt der Übertragungsverlust bei der elektrischen Signalausbreitung in Schaltkreisen mit höheren Frequenzen. Da Smartphones, die Hochgeschwindigkeitskommunikation mit hoher Kapazität unterstützen, einem höheren Risiko von Signaldämpfung und Übertragungsverlusten ausgesetzt sind, sind Eigenschaften zur Reduzierung von Übertragungsverlusten in allen Komponenten erforderlich. Daher sind elektrische Eigenschaften wie eine niedrige Dielektrizitätskonstante und ein niedriger dielektrischer Verlustfaktor für Isoliermaterial für Leiterplatten wie FPCs, die in Kommunikationsgeräten und Basisstationen verwendet werden, erforderlich. Weitere Informationen zu niedriger Dielektrizitätskonstante und niedrigem dielektrischem Verlustfaktor finden Sie in diesem Artikel.​.

Das duroplastische Klebeband mit niedriger Dielektrizitätskonstante von Dexerials reduziert die Übertragungsverluste im Vergleich zu herkömmlichen duroplastischen Bändern bei der Verwendung in Leiterplatten wie FPCs. Es ist nicht nur für herkömmliche Polyimid-Fügeteile, sondern auch für Polyimid mit niedriger Dielektrizitätskonstante (modifiziertes PI) konzipiert und bietet den entscheidenden Vorteil, dass es die Herstellung von FPCs mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit im gleichen Herstellungsprozess wie bei herkömmlichen FPCs ermöglicht. Wenn Sie eine Modifikation mit niedriger Dielektrizitätskonstante für FPCs in Betracht ziehen, finden Sie Produktdetails im folgenden Artikel.