宋波
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随着物联网的兴起和移动互联网内容的日渐丰富，人们对移动通信网络的传输速率以及服务质量提出了更高的要求，第五代（5G）无线移动通信技术应运而生并得到快速发展。与此同时，5G也将渗透到其他各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、车联网等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等行业的多样化业务需求，实现真正的“万物互联”。高频段毫米波在5G通信中具有显著的优势，如足够的带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益等。美国联邦通信委员会规划用于5G的4个高频段包括3个授权频段和1个未授权频段等，但是寻找这些频段内性能卓越且价格合理的印刷电路板（PCB）材料是一个巨大的挑战。因此，如何正确理解PCB材料的关键参数和特性，选取适合于5G 技术应用频段内应用的PCB材料至关重要。下面我们就从热管理方面讨论如何选取适合5G技术应用频段内应用的PCB材料。当高频/微波射频信号馈入PCB电路时，因电路本身和电路材料引起的损耗将不可避免地产生一定的热量。5G设备应用中不仅使用频率升高，设备也趋于小型化，势必产生更大的热量。
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处理好电路热管理及理解PCB的热特性有助于避免因高温导致的电路性能恶化和可靠性降低。简单的表示电路的基本热模型及微带线的热流剖面模型如图5所示。在微带线电路中，顶部信号平面是电路发热源，底部接地平面是低温区域或散热平面，两平面之间填充介质材料。在热模型中，热量将从信号平面，通过材料转移到接地平面低温区域实现散热。虽然实际微带线电路的热量产生过程是复杂的，但对于简单的热模型，这样的假设是可以接受的。图中热流方程中的k是材料的热传导系统，A是发热源面积，L是材料厚度，（TH-TL）是上下面的温差。热流方程及热模型解释了选择导热系数高、厚度薄的电路材料可以实现更佳的散热和热量管理。
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