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勇哥科技▲浅谈5G手机背后的几个关键技术：主板、天线和散热

[PConline 杂谈]2月3日 ， 全球调研机构Gartner发布最新报告 ， 指出2020年全球终端出货量有望止跌反弹 ， 在5G手机需求带动下 ， 今年全球智能手机市场有望成长3% ， 而5G手机销量更有望在一年内超越4G手机销量 。
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很显然 ， 在可以预见的未来4G手机将渐渐步入尾声 ， 取而代之的5G手机 ， 也将从高端市场渐渐向中端甚至是入门级别挺进 ， 成为主流 。
5G手机牵涉到整个产业链的技术升级 ， 它和4G手机的区别在什么地方 ， 哪些技术又会在5G手机的普及当中起到关键作用 ， 下面我们来浅谈一下 ， 5G手机背后三个关键技术：主板、天线和散热

5G手机的“基础”：SLP技术拆开一台4G手机 ， 你会发现PCB板上容纳的元件几乎已经堆到了极限 ， 5G手机如何在元件更多的基础上 ， 还要维持机身的厚度和重量 ， SLP技术起到关键作用 。
什么是SLP？
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iPhone 11 Pro Max图源：iFixit
SLP即类载板（Substrate-like PCB） ， 通过先进的焊接工艺 ， 可以将多层PCB板电路连接相通 ， 从而将主板从“2D变为3D” ， 充分利用机身的空间 ， iPhone X、XS系列和11 Pro系列采用的多层主板技术 ， 就得益于SLP工艺 。
为什么要用SLP？
根据射频业界巨头Skyworks的估计 ， 5G手机的射频前端零件将大幅增加 ， 滤波器从40个增加到70个 ， 天线、PA、射频开关、LNA等其它射频器件也几乎成倍增加 。
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SLP工艺不仅机身内部的立体空间得到更好的利用 ， 也能让PCB板的元件变得更“紧凑” ， 即进一步缩小线宽、线距 ， 从而放进更多5G元件 。
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过去采用的Anylayer HDI最小线宽/ 线距约为40μm ， 而目前的SLP已经小于 30/30 μm ， 据了解 ， 今年新iPhone所采用的SLP工艺将进一步缩小至 25 um/30 um 。
SLP技术带来的空间释放是相当明显的 ， 以iPhone为例 ， 在iPhone X引入SLP技术后 ， 相同元件数量的体积减少至原来的 70% ， 带来更多电池空间 。 不过 ， 目前安卓阵营尚未广泛引入SLP技术 ， 预计在2020年的旗舰5G手机中 ， SLP技术将逐渐成为主流 。

5G手机的“公路”：LCP 基材前面提到 ， 5G手机与4G手机一个明显的区别是射频组件的大幅增加 ， 作为信号传输的“公路” ， 手机天线也被视为5G手机升级的“先行”要素 。
什么是LCP基材？
LCP即使用液晶聚合物（Liquid Crystal Polyester） ， 广泛运用于5G手机天线基材中 。
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LCP具有优异的电学特征：在高达110GHz的全部射频范围 ， 几乎能保持恒定的介电常数 ， 一致性好；正切损耗非常小 ， 仅为0.002 ， 即使在110 GHz时也只增加到0.0045 ， 非常适合毫米波应用；热膨胀特性非常小 ， 可作为理想的高频封装材料 。
为什么要用LCP基材？
?减少通讯损耗
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前面提到 ， LCP天线优异的电学特征主要原因 ， 尤其是在5G高频段通讯的条件下 。 举个例子 ， 传统PI软板天线对2.4G的射频信号将产生约2%的电磁损耗 ， 而且随着频率提高 ， 损耗就越大 。 而采用LCP基材损耗仅为2‰—4‰ ， 比前者小10倍 ， 可以有效降低损耗 。


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