5G無線網路基礎架構即將於全球發佈，預計將會為大部分產業帶來深遠影響。從行動電話連線與固定無線服務基地台，到運輸業、工業和娛樂應用等其他各個領域，都將可以受到5G深遠的影響。5G無線通訊能提供10倍的資料傳輸率，以及快100倍的速度，以及1000倍的資料傳輸處理能力，其所包含的連線網路更可供應所有人員、自動車輛、物聯網裝置、工業機器和民間基礎設施使用。

PCB設計考量

奧寶科技指出，對於需要即時反應速度的應用程式來說，其所具備的高速下載速度以及更低的延遲是不可或缺的條件。它不僅會影響擴增實境和虛擬實境（AR/VR）的順暢體驗，更是M2M通訊、以及工業基礎結構生產力的關鍵技術。更重要的是，超低延遲的5G無線技術，可大幅改善攸關乘客安全的自動車輛、道路與航空感應器的連線性，因為每一毫秒的反應時間都至關重要。

圖一 : 以二維測量技術來檢測及測量PCB的上幅和下幅導體寬度（source:奧寶科技）

對於5G驅動的應用程式，容許誤差的空間非常小，且隨著更多電子裝置連線至網路，系統故障或通訊中斷的風險，將呈幾何級數增加。就裝置而言，意味著每個PCB都必須符合更高標準的效能和品質，以確保5G通訊不中斷。目前已有許多不同的技術和製程針對這些挑戰進行研發，PCB供應商也針對新的製造系統，重新思考生產流程，在提升品質的同時也增加生產效率。

圖二 : 5G價值鏈的參與者，都準備進行大規模的市場轉型，涵蓋了PCB製造商等領域。

訊號完整性挑戰

奧寶科技表示，5G技術所需的較高頻率，為PCB製造帶來了重大挑戰，而電子裝置不斷縮小的外觀尺寸，也使得挑戰更加嚴峻。這些裝置的高密度互連設計，需要更細薄的線路來提升I/O同時縮小系統外觀尺寸。然而，細薄線路可能會增加訊號衰減的風險。一旦線路的實體特性因為原本的設計而改變，RF訊號傳輸就會出現數毫秒的延遲，當訊號不同步時，將對訊號鏈造成影響。

5G參與者都準備進行大規模的市場轉型，涵蓋了無線通訊營運商、智慧手機和自動車輛代工、以及電子裝置和PCB製造商等領域。

高密度訊號完整性取決於PCB線路中，較窄幾何結構的阻抗控制，而阻抗一般會受到線路的橫切面尺寸、形狀、線寬、間距寬度或介電材料的影響。使用傳統蝕刻製程所形成的線路，通常會呈現不規則的四邊形橫切面，因而造成阻抗異常的情況。透過改良半加成製程（mSAP）可改善此問題，使線路具備更高精度。

使用mSAP必須採用自動光學檢測（AOI）工具來檢測PCB的各種瑕疵，包括關鍵的短路和斷路，以及銅表面瑕疵等。到目前，AOI的主要目的都是為了檢測CAM設計，確保原始設計在遵循設計規則的同時能準確無誤地生產出來。但這對於現今需要更高阻抗控制的PCB來說是不夠的，因為實際線路與導體實體特性扮演了更關鍵的角色。現今只有幾種AOI工具具備測量功能，並且只能測量導體上幅的線路寬度，完全忽略了下幅寬度。若要支援現今的PCB檢測，必須能進行上幅和下幅的測量。但是，目前這些測量都只能透過顯微鏡手動進行，由於這是相當繁瑣的離線程序，因此會大幅拖慢生產速度。所以目前僅用於檢測少量樣板，大部分的板子無法被檢測。

AOI的進化

奧寶科技認為，目前PCB製造商採用AOI功能，以及線路檢測或多影像驗證等，這些技術必須相互結合成各種解決方案和工具，不僅降低重要流程的效率，更浪費了寶貴空間。此外，生產流程在任何時候，都可能需要針對手動顯微測量進行採樣而停頓，大量的時間會因此而浪費，但時間對於PCB製造商來說，卻是特別珍貴的資源，因為這些廠商必須在5G市場中相互競爭來爭取領導地位。

隨著AOI技術的不斷創新，這些挑戰都可加以克服。近年來PCB製造商已利用二維測量技術，取得自動檢測及測量PCB上幅和下幅線路導體的能力。這可確保最佳的線路形狀和寬度，進而提升高頻5G裝置的阻抗控制。此測試可實現高產能及高抽檢率，來改善製造商的整體良率。

AOI系統整合不斷進步，使得PCB製造商能結合各種AOI流程，並減少實際佔用空間。透過更智慧、技術更先進的AOI系統，並整合單一AOI解決方案所執行的多種功能，可節省大量時間及人力，同時提升產能。

圖三 : 5G技術所需的較高頻率，為PCB製造帶來了重大挑戰。

5G的實現

在實現5G連線的所有優勢之前，還需要一些時間。測試及實驗性質的部署目前正在進行中，更大規模的商業性部署可能必須等到2019年之後才會開始。目前5G技術還必須克服法規和技術層面的許多挑戰，才可能進行大規模的應用。

與此同時，5G價值鏈的所有參與者，都準備進行大規模的市場轉型，涵蓋了無線通訊營運商、智慧手機和自動車輛代工、以及電子裝置和PCB製造商等領域。無論是大量的資料集，或5G網路節點，包括會影響公共安全和工業生產力的關鍵資料，都需要特別關注網路、系統及元件的品質。

也因此，奧寶科技提出透過進階的整合式AOI技術，針對高頻、低延遲的5G系統，PCB製造商可以充分利用更快速、精確度更高的PCB檢測和驗證，提升PCB整個生產流程的追蹤能力。它帶來的製造和成本效益，可讓PCB製造商充分運用其競爭優勢，來建立規模更大、可永續經營的5G基礎設施。