በትንሽ መጠን እና በመጠን ምክንያት እያደገ ላለው ተለባሽ የአይኦቲ ገበያ ምንም አይነት የታተመ የወረዳ ቦርድ መመዘኛዎች የሉም ማለት ይቻላል። እነዚህ መመዘኛዎች ከመውጣታቸው በፊት፣ በቦርድ-ደረጃ ልማት በተማርነው እውቀት እና የማኑፋክቸሪንግ ልምድ ላይ መታመን እና ለየት ያሉ ፈታኝ ሁኔታዎች ላይ እንዴት ተግባራዊ ማድረግ እንዳለብን ማሰብ ነበረብን። ልዩ ትኩረት የሚሹ ሦስት ዘርፎች አሉ። እነሱም-የሴክተር ቦርድ ወለል ቁሳቁሶች ፣ RF / ማይክሮዌቭ ዲዛይን እና የ RF ማስተላለፊያ መስመሮች ናቸው።

PCB ቁሳቁስ

"ፒሲቢ" በአጠቃላይ ፋይበር-የተጠናከረ epoxy (FR4) ፣ ፖሊይሚድ ወይም ሮጀርስ ቁሶች ወይም ሌሎች ከተነባበሩ ቁሶች ሊሠሩ የሚችሉ ሌሚኖችን ያካትታል። በተለያዩ የንብርብሮች መካከል ያለው የኢንሱሌሽን ቁሳቁስ ፕሪፕሪግ ይባላል.

ተለባሽ መሳሪያዎች ከፍተኛ አስተማማኝነት ይጠይቃሉ, ስለዚህ PCB ዲዛይነሮች FR4 (በጣም ወጪ ቆጣቢ PCB የማምረቻ ቁሳቁስ) ወይም የበለጠ የላቀ እና በጣም ውድ የሆኑ ቁሳቁሶችን የመጠቀም ምርጫ ሲገጥማቸው ይህ ችግር ይሆናል.

ተለባሽ PCB አፕሊኬሽኖች ከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ ድግግሞሽ የሚጠይቁ ከሆኑ FR4 ምርጡ ምርጫ ላይሆን ይችላል። የ FR4 ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ (Dk) 4.5 ነው ፣ የላቁ ሮጀርስ 4003 ተከታታይ ቁስ አካል ዳይኤሌክትሪክ 3.55 ነው ፣ እና የወንድም ተከታታይ ሮጀርስ 4350 ዲኤሌክትሪክ 3.66 ነው።

“የሌላሚት ዳይኤሌክትሪክ ቋት የሚያመለክተው በቫክዩም ውስጥ ባሉ ጥንዶች መካከል ካለው አቅም ወይም ጉልበት ጋር ባለው ጥንድ conductors መካከል ያለውን የአቅም ወይም የኢነርጂ ሬሾ ነው። በከፍተኛ ድግግሞሾች, ትንሽ ኪሳራ መኖሩ የተሻለ ነው. ስለዚህ, ሮጀር 4350 በ dielectric ቋሚ 3.66 ለከፍተኛ ድግግሞሽ አፕሊኬሽኖች ከ FR4 ይልቅ በ 4.5 ዲኤሌክትሪክ ቋሚነት ተስማሚ ነው.

በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ, ተለባሽ መሳሪያዎች የ PCB ንብርብሮች ብዛት ከ 4 እስከ 8 ንብርብሮች ይደርሳል. የንብርብር ግንባታ መርህ ባለ 8-ንብር ፒሲቢ ከሆነ በቂ የመሬት እና የሃይል ሽፋኖችን ማቅረብ እና የሽቦውን ንጣፍ ሳንድዊች ማድረግ መቻል አለበት. በዚህ መንገድ በመስቀለኛ ንግግር ውስጥ ያለው የሞገድ ውጤት በትንሹ ሊቆይ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት (EMI) በከፍተኛ ሁኔታ ሊቀንስ ይችላል።

በወረዳው ቦርድ አቀማመጥ ንድፍ ደረጃ, የአቀማመጥ እቅድ በአጠቃላይ ከኃይል ማከፋፈያ ንብርብር ጋር አንድ ትልቅ የመሬት ሽፋን ማስቀመጥ ነው. ይህ በጣም ዝቅተኛ የሞገድ ውጤት ሊፈጥር ይችላል፣ እና የስርዓቱ ድምጽ ወደ ዜሮ ሊቀንስ ይችላል። ይህ በተለይ ለሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ንዑስ ስርዓት በጣም አስፈላጊ ነው።

ከሮጀርስ ቁሳቁስ ጋር ሲነጻጸር, FR4 ከፍ ያለ የመበታተን ሁኔታ (ዲኤፍ) አለው, በተለይም በከፍተኛ ድግግሞሽ. ለከፍተኛ አፈጻጸም FR4 laminates፣ የዲኤፍ እሴቱ 0.002 ያህል ነው፣ ይህም ከተራ FR4 የበለጠ የመጠን ቅደም ተከተል ነው። ሆኖም የሮጀርስ ቁልል 0.001 ወይም ከዚያ በታች ነው። የ FR4 ቁሳቁስ ለከፍተኛ ድግግሞሽ አፕሊኬሽኖች ጥቅም ላይ ሲውል, የማስገባት ኪሳራ ላይ ከፍተኛ ልዩነት ይኖረዋል. የማስገባት መጥፋት ማለት FR4 ፣Rogers ወይም ሌሎች ቁሳቁሶችን ሲጠቀሙ ከ A እስከ ነጥብ B ያለው ምልክት የኃይል መጥፋት ይገለጻል።

ችግሮችን መፍጠር

ተለባሽ PCB ጥብቅ የሆነ የግፊት መቆጣጠሪያ ያስፈልገዋል። ይህ ለተለባሽ መሳሪያዎች አስፈላጊ ነገር ነው. የኢምፔዳንስ ማዛመድ ንፁህ የሲግናል ስርጭትን ይፈጥራል። ቀደም ሲል ዱካዎችን ለመሸከም መደበኛ መቻቻል ± 10% ነበር። ይህ አመላካች ለዛሬው ከፍተኛ-ድግግሞሽ እና ከፍተኛ-ፍጥነት ወረዳዎች በቂ እንዳልሆነ ግልጽ ነው። አሁን ያለው መስፈርት ± 7% ነው, እና በአንዳንድ ሁኔታዎች እንኳን ± 5% ወይም ከዚያ ያነሰ. ይህ መመዘኛ እና ሌሎች ተለዋዋጮች እነዚህን ተለባሽ PCB ዎች በተለይም ጥብቅ የኢምፔዳንስ ቁጥጥር በማድረግ ማምረቻውን በእጅጉ ይጎዳሉ፣ በዚህም ማምረት የሚችሉትን የንግድ ድርጅቶች ብዛት ይገድባል።

ከሮጀርስ UHF ቁሳቁሶች የተሠራው የዲኤሌክትሪክ ቋሚ መቻቻል በአጠቃላይ ± 2% ነው, እና አንዳንድ ምርቶች ± 1% እንኳን ሊደርሱ ይችላሉ. በአንጻሩ የ FR4 laminate ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ መቻቻል እስከ 10% ይደርሳል። ስለዚህ, እነዚህን ሁለት ቁሳቁሶች አወዳድር የሮጀርስ የማስገባት ኪሳራ በተለይ ዝቅተኛ ነው. ከባህላዊ FR4 ቁሶች ጋር ሲነጻጸር፣ የሮጀርስ ቁልል የማስተላለፍ መጥፋት እና የማስገባት መጥፋት በግማሽ ዝቅተኛ ነው።

በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች ወጪ በጣም አስፈላጊ ነው. ይሁን እንጂ ሮጀርስ በአንፃራዊነት ዝቅተኛ ኪሳራ ከፍተኛ-ድግግሞሽ የተነባበረ አፈጻጸም ተቀባይነት ባለው የዋጋ ነጥብ ማቅረብ ይችላል። ለንግድ አፕሊኬሽኖች፣ ሮጀርስ በ epoxy-based FR4 ወደ ድብልቅ PCB ሊሰራ ይችላል፣ አንዳንዶቹ ንብርብሮች ሮጀርስ ቁስ ይጠቀማሉ፣ እና ሌሎች ንብርብሮች FR4 ይጠቀማሉ።

የሮጀርስ ቁልል በሚመርጡበት ጊዜ ድግግሞሽ ዋነኛው ግምት ነው. ድግግሞሹ ከ 500 ሜኸ ሲበልጥ የፒሲቢ ዲዛይነሮች የሮጀርስ ቁሳቁሶችን በተለይም ለ RF / ማይክሮዌቭ ወረዳዎች ይመርጣሉ, ምክንያቱም እነዚህ ቁሳቁሶች የላይኛው ዱካዎች በ impedance ጥብቅ ቁጥጥር ሲደረግባቸው ከፍተኛ አፈፃፀም ሊሰጡ ይችላሉ.

ከ FR4 ቁሳቁስ ጋር ሲነፃፀር ፣ የሮጀርስ ቁሳቁስ ዝቅተኛ የዲኤሌክትሪክ ኪሳራ ሊያቀርብ ይችላል ፣ እና የዲኤሌክትሪክ ቋሚው በሰፊ ድግግሞሽ ክልል ውስጥ የተረጋጋ ነው። በተጨማሪም የሮጀርስ ቁሳቁስ በከፍተኛ ድግግሞሽ አሠራር የሚፈለገውን ዝቅተኛ የማስገባት ኪሳራ አፈፃፀምን ሊያቀርብ ይችላል።

የሮጀርስ 4000 ተከታታይ ማቴሪያሎች የሙቀት ማስፋፊያ (CTE) ቅንጅት እጅግ በጣም ጥሩ የመጠን መረጋጋት አለው። ይህ ማለት ከ FR4 ጋር ሲነጻጸር ፒሲቢ ቀዝቃዛ፣ ሙቅ እና በጣም ሞቃት እንደገና የሚፈስበት የሽያጭ ዑደቶች ሲያልፍ፣ የወረዳ ሰሌዳው የሙቀት መስፋፋት እና መጨናነቅ በከፍተኛ ድግግሞሽ እና ከፍተኛ የሙቀት ዑደቶች በተረጋጋ ገደብ ሊቆይ ይችላል።

በተደባለቀ ቁልል ውስጥ ሮጀርስ እና ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው FR4 አንድ ላይ ለማዋሃድ የጋራ የማምረቻ ሂደት ቴክኖሎጂን መጠቀም ቀላል ነው, ስለዚህ ከፍተኛ የማምረቻ ምርት ለማግኘት በአንፃራዊነት ቀላል ነው. የሮጀርስ ቁልል በመዘጋጀት ሂደት ልዩ አይፈልግም.

የጋራ FR4 በጣም አስተማማኝ የኤሌክትሪክ አፈፃፀምን ማግኘት አይችልም, ነገር ግን ከፍተኛ አፈፃፀም ያላቸው የ FR4 ቁሳቁሶች ጥሩ አስተማማኝነት ባህሪያት አላቸው, እንደ ከፍተኛ Tg, አሁንም በአንጻራዊነት ዝቅተኛ ዋጋ, እና ከቀላል የድምጽ ዲዛይን እስከ ውስብስብ ማይክሮዌቭ አፕሊኬሽኖች ድረስ በተለያዩ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ሊጠቀሙበት ይችላሉ. .

RF / ማይክሮዌቭ ንድፍ ግምት

ተንቀሳቃሽ ቴክኖሎጂ እና ብሉቱዝ በተለባሽ መሳሪያዎች ውስጥ ለ RF/ማይክሮዌቭ አፕሊኬሽኖች መንገድ ከፍተዋል። የዛሬው ድግግሞሽ ክልል ከጊዜ ወደ ጊዜ ተለዋዋጭ እየሆነ መጥቷል። ከጥቂት አመታት በፊት፣ በጣም ከፍተኛ ድግግሞሽ (VHF) 2GHz~3GHz ተብሎ ይገለጻል። አሁን ግን ከ10GHz እስከ 25GHz የሚደርሱ እጅግ በጣም ከፍተኛ ፍሪኩዌንሲ (UHF) አፕሊኬሽኖችን ማየት እንችላለን።

ስለዚህ, ለሚለብሰው PCB, የ RF ክፍል ለገመድ ጉዳዮች የበለጠ ትኩረትን ይፈልጋል, እና ምልክቶቹ በተናጥል መለየት አለባቸው, እና ከፍተኛ-ድግግሞሽ ምልክቶችን የሚያመነጩ ዱካዎች ከመሬት ውስጥ መራቅ አለባቸው. ሌሎች ከግምት ውስጥ የሚገቡት፡- ማለፊያ ማጣሪያ ማቅረብ፣ በቂ መለቀቅ አቅም (capacitors) መስጠት፣ መሬት ላይ ማስቀመጥ እና የማስተላለፊያ መስመር እና የመመለሻ መስመር ከሞላ ጎደል እኩል እንዲሆኑ መንደፍ።

የማለፊያ ማጣሪያ የጩኸት ይዘት እና የቃላት መሻገሪያ ውጤትን ሊገታ ይችላል። የመፍታታት አቅም (capacitors) የኃይል ምልክቶችን ወደሚያመጡት የመሳሪያ ፒንሎች መጠጋት ያስፈልጋል።

ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የማስተላለፊያ መስመሮች እና የሲግናል ሰርኮች በድምጽ ምልክቶች የሚፈጠረውን ጅረት ለማለስለስ በኃይል ንብርብር ምልክቶች መካከል የመሬት ንጣፍ እንዲቀመጥ ይፈልጋሉ። ከፍ ባለ የሲግናል ፍጥነት፣ አነስተኛ የኢምፔዳንስ አለመመጣጠን ያልተመጣጠነ ስርጭት እና ምልክቶችን መቀበልን ያስከትላል፣ በዚህም የተዛባ ይሆናል። ስለዚህ የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ምልክት ከፍተኛ ፍጥነት ያለው እና ልዩ መቻቻል ስላለው ከሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ምልክት ጋር በተዛመደ የ impedance ተዛማጅ ችግር ላይ ልዩ ትኩረት ሊሰጠው ይገባል.

የ RF ማስተላለፊያ መስመሮች የ RF ምልክቶችን ከአንድ የተወሰነ IC substrate ወደ PCB ለማስተላለፍ የቁጥጥር መከላከያ ያስፈልጋቸዋል. እነዚህ የማስተላለፊያ መስመሮች በውጫዊው ሽፋን, የላይኛው ሽፋን እና የታችኛው ሽፋን ላይ ሊተገበሩ ይችላሉ ወይም በመካከለኛው ንብርብር ውስጥ ሊነደፉ ይችላሉ.

በፒሲቢ አርኤፍ ዲዛይን አቀማመጥ ወቅት ጥቅም ላይ የሚውሉት ዘዴዎች የማይክሮስትሪፕ መስመር፣ ተንሳፋፊ ስትሪፕ መስመር፣ ኮፕላላር ሞገድ ወይም መሬቶች ናቸው። የማይክሮስትሪፕ መስመር ቋሚ የብረት ወይም የዱካዎች ርዝመት እና መላውን የመሬት አውሮፕላን ወይም የመሬቱን ክፍል በቀጥታ ከሱ በታች ያካትታል. በአጠቃላይ ማይክሮስትሪፕ መስመር መዋቅር ውስጥ ያለው የባህሪይ መከላከያ ከ 50Ω እስከ 75Ω ይደርሳል.

ተንሳፋፊ ስትሪፕ መስመር ሌላው የወልና እና የድምጽ ማፈን ዘዴ ነው። ይህ መስመር በውስጠኛው ሽፋን ላይ ቋሚ ስፋት ያለው ሽቦ እና ከመሃል መሪው በላይ እና በታች የሆነ ትልቅ የመሬት አውሮፕላን ያካትታል. የመሬት ላይ አውሮፕላኑ በሃይል አውሮፕላኑ መካከል የተገጠመ ነው, ስለዚህ በጣም ውጤታማ የሆነ የመሬት አቀማመጥ ውጤት ሊያቀርብ ይችላል. ይህ ተለባሽ PCB RF ሲግናል ሽቦ ለማግኘት ተመራጭ ዘዴ ነው.

የ Coplanar waveguide በ RF ወረዳ እና በቅርበት መዞር ያለበትን ወረዳው አጠገብ የተሻለ ማግለል ሊያቀርብ ይችላል። ይህ መካከለኛ በሁለቱም በኩል ወይም ከዚያ በታች ማዕከላዊ መሪ እና የመሬት አውሮፕላኖችን ያካትታል. የሬድዮ ፍሪኩዌንሲ ምልክቶችን ለማስተላለፍ በጣም ጥሩው መንገድ የዝርፊያ መስመሮችን ወይም ኮፕላላር ሞገድ መመሪያዎችን ማገድ ነው። እነዚህ ሁለት ዘዴዎች በሲግናል እና በ RF አሻራዎች መካከል የተሻለ ማግለል ሊሰጡ ይችላሉ.

በኮፕላላር ሞገድ መመሪያ በሁለቱም በኩል "በአጥር" ተብሎ የሚጠራውን ለመጠቀም ይመከራል. ይህ ዘዴ በመሃል መሪው በእያንዳንዱ የብረት መሬት አውሮፕላን ላይ አንድ ረድፍ መሬትን ሊያቀርብ ይችላል። በመሃል ላይ የሚሮጠው ዋናው ዱካ በእያንዳንዱ ጎን አጥር አለው, ስለዚህም ከታች ወደ መሬት የሚመለሰው ፍሰት አቋራጭ መንገድ ይሰጣል. ይህ ዘዴ ከ RF ምልክት ከፍተኛ ሞገድ ተጽእኖ ጋር የተያያዘውን የድምፅ መጠን ሊቀንስ ይችላል. የ 4.5 ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ የፕሪፕረግ FR4 ቁሳቁስ አንድ አይነት ሆኖ ይቆያል, የ prepreg dielectric ቋሚ-ከማይክሮስትሪፕ, ስትሪፕሊን ወይም ማካካሻ ስትሪፕ - ከ 3.8 እስከ 3.9 ነው.

የመሬት አውሮፕላን በሚጠቀሙ አንዳንድ መሳሪያዎች ላይ ዓይነ ስውር ቪስ የሃይል ማመንጫውን የመፍታታት አፈፃፀም ለማሻሻል እና ከመሳሪያው ወደ መሬት የሚወስደውን መንገድ ለማቅረብ ይጠቅማል። ወደ መሬት የሚወስደው የሽግግር መንገድ የቪያውን ርዝመት ሊያሳጥር ይችላል. ይህ ሁለት ዓላማዎችን ሊያሳካ ይችላል-እርስዎ ሹት ወይም መሬት መፍጠር ብቻ ሳይሆን አነስተኛ ቦታዎች ያላቸው መሳሪያዎች ማስተላለፊያ ርቀትን ይቀንሱ, ይህም አስፈላጊ የ RF ንድፍ ምክንያት ነው.