ছোট আকার এবং আকারের কারণে, ক্রমবর্ধমান পরিধানযোগ্য আইওটি বাজারের জন্য প্রায় কোনও বিদ্যমান মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের মান নেই। এই মানদণ্ডগুলি প্রকাশের আগে, আমাদের বোর্ড-স্তরের বিকাশে শিখে নেওয়া জ্ঞান এবং উত্পাদন অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করতে হয়েছিল এবং কীভাবে সেগুলি অনন্য উদীয়মান চ্যালেঞ্জগুলিতে প্রয়োগ করা যায় সে সম্পর্কে চিন্তা করতে হয়েছিল। তিনটি ক্ষেত্র রয়েছে যা আমাদের বিশেষ মনোযোগ প্রয়োজন। সেগুলি হ'ল: সার্কিট বোর্ড পৃষ্ঠের উপকরণ, আরএফ/মাইক্রোওয়েভ ডিজাইন এবং আরএফ ট্রান্সমিশন লাইন।

পিসিবি উপাদান

"পিসিবি" সাধারণত স্তরিত থাকে যা ফাইবার-চাঙ্গা ইপোক্সি (এফআর 4), পলিমাইড বা রজার্স উপকরণ বা অন্যান্য ল্যামিনেট উপকরণ দিয়ে তৈরি হতে পারে। বিভিন্ন স্তরগুলির মধ্যে অন্তরক উপাদানকে প্রিপ্রেগ বলা হয়।

পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলির জন্য উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজন হয়, সুতরাং যখন পিসিবি ডিজাইনাররা এফআর 4 (সর্বাধিক ব্যয়বহুল পিসিবি উত্পাদন উপাদান) বা আরও উন্নত এবং আরও ব্যয়বহুল উপকরণ ব্যবহারের পছন্দের মুখোমুখি হন, এটি একটি সমস্যা হয়ে উঠবে।

যদি পরিধানযোগ্য পিসিবি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উচ্চ-গতির, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপকরণগুলির প্রয়োজন হয় তবে এফআর 4 সেরা পছন্দ নাও হতে পারে। এফআর 4 এর ডাইলেট্রিক ধ্রুবক (ডি কে) 4.5, আরও উন্নত রজার্স 4003 সিরিজের উপাদানগুলির ডাইলেট্রিক ধ্রুবকটি 3.55, এবং ভাই সিরিজ রজার্স 4350 এর ডাইলেট্রিক ধ্রুবক 3.66।

"ল্যামিনেটের ডাইলেট্রিক ধ্রুবকটি ল্যামিনেটের নিকটবর্তী এক জোড়া কন্ডাক্টরের মধ্যে ক্যাপাসিট্যান্স বা শক্তির মধ্যে ক্যাপাসিট্যান্স বা শক্তির মধ্যে ক্যাপাসিট্যান্স বা শক্তির মধ্যে ভ্যাকুয়ামে কন্ডাক্টরের জোড়ের মধ্যে শক্তির অনুপাতকে বোঝায়।

সাধারণ পরিস্থিতিতে, পরিধানযোগ্য ডিভাইসের জন্য পিসিবি স্তরগুলির সংখ্যা 4 থেকে 8 স্তর পর্যন্ত। স্তর নির্মাণের নীতিটি হ'ল এটি যদি 8-স্তর পিসিবি হয় তবে এটি পর্যাপ্ত স্থল এবং পাওয়ার স্তরগুলি সরবরাহ করতে সক্ষম হওয়া উচিত এবং তারের স্তরটি স্যান্ডউইচ সরবরাহ করতে সক্ষম হওয়া উচিত। এইভাবে, ক্রসস্টালকের রিপল প্রভাবটি ন্যূনতম এবং বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপ (ইএমআই) এ রাখা যেতে পারে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যেতে পারে।

সার্কিট বোর্ড লেআউট ডিজাইনের পর্যায়ে, লেআউট পরিকল্পনাটি সাধারণত পাওয়ার বিতরণ স্তরের কাছাকাছি একটি বৃহত স্থল স্তর স্থাপন করে। এটি খুব কম রিপল প্রভাব তৈরি করতে পারে এবং সিস্টেমের শব্দটি প্রায় শূন্যেও হ্রাস করা যায়। এটি রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সাবসিস্টেমের জন্য বিশেষত গুরুত্বপূর্ণ।

রজার্স উপাদানগুলির সাথে তুলনা করে, এফআর 4 এর উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে উচ্চতর ডিসপ্লিপেশন ফ্যাক্টর (ডিএফ) রয়েছে। উচ্চতর পারফরম্যান্সের জন্য এফআর 4 স্তরিতগুলির জন্য, ডিএফ মানটি প্রায় 0.002, যা সাধারণ এফআর 4 এর চেয়ে আরও ভাল একটি ক্রম। তবে রজার্সের স্ট্যাকটি কেবল 0.001 বা তারও কম। যখন উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এফআর 4 উপাদান ব্যবহার করা হয়, তখন সন্নিবেশ হ্রাসের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য থাকবে। সন্নিবেশ ক্ষতিটি এফআর 4, রজার্স বা অন্যান্য উপকরণ ব্যবহার করার সময় পয়েন্ট এ থেকে পয়েন্ট বি পর্যন্ত সিগন্যালের শক্তি হ্রাস হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

সমস্যা তৈরি করুন

পরিধানযোগ্য পিসিবি কঠোর প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। এটি পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। প্রতিবন্ধকতা ম্যাচিং ক্লিনার সিগন্যাল ট্রান্সমিশন তৈরি করতে পারে। এর আগে, সিগন্যাল বহনকারী ট্রেসগুলির জন্য স্ট্যান্ডার্ড সহনশীলতা ছিল 10%। এই সূচকটি আজকের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-গতির সার্কিটের জন্য স্পষ্টতই যথেষ্ট ভাল নয়। বর্তমান প্রয়োজনীয়তা ± 7% এবং কিছু ক্ষেত্রে এমনকি 5% বা তারও কম। এই প্যারামিটার এবং অন্যান্য ভেরিয়েবলগুলি বিশেষত কঠোর প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণের সাথে এই পরিধানযোগ্য পিসিবিগুলির উত্পাদনকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করবে, যার ফলে সেগুলি উত্পাদন করতে পারে এমন ব্যবসায়ের সংখ্যা সীমাবদ্ধ করে।

রজার্স ইউএইচএফ উপকরণগুলির তৈরি ল্যামিনেটের ডাইলেট্রিক ধ্রুবক সহনশীলতা সাধারণত ± 2%বজায় রাখা হয় এবং কিছু পণ্য এমনকি ± 1%এ পৌঁছতে পারে। বিপরীতে, এফআর 4 ল্যামিনেটের ডাইলেট্রিক ধ্রুবক সহনশীলতা 10%হিসাবে বেশি। অতএব, এই দুটি উপকরণের তুলনা করা যেতে পারে যে রজার্স সন্নিবেশ ক্ষতি বিশেষত কম। Traditional তিহ্যবাহী এফআর 4 উপকরণগুলির সাথে তুলনা করে, রজার্স স্ট্যাকের সংক্রমণ ক্ষতি এবং সন্নিবেশ ক্ষতি অর্ধেক কম।

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, ব্যয় সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। তবে, রজার্স একটি গ্রহণযোগ্য মূল্য পয়েন্টে তুলনামূলকভাবে কম-ক্ষতি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ল্যামিনেট পারফরম্যান্স সরবরাহ করতে পারে। বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, রজার্সকে ইপোক্সি-ভিত্তিক এফআর 4 সহ একটি হাইব্রিড পিসিবিতে তৈরি করা যেতে পারে, যার কয়েকটি স্তর রজার্স উপাদান ব্যবহার করে এবং অন্যান্য স্তরগুলি এফআর 4 ব্যবহার করে।

রজার্স স্ট্যাকটি বেছে নেওয়ার সময়, ফ্রিকোয়েন্সি প্রাথমিক বিবেচনা। যখন ফ্রিকোয়েন্সি 500MHz ছাড়িয়ে যায়, তখন পিসিবি ডিজাইনাররা রজার্স উপকরণগুলি বিশেষত আরএফ/মাইক্রোওয়েভ সার্কিটের জন্য বেছে নেওয়ার ঝোঁক থাকে, কারণ উপরের ট্রেসগুলি প্রতিবন্ধকতার দ্বারা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হলে এই উপকরণগুলি উচ্চতর কর্মক্ষমতা সরবরাহ করতে পারে।

এফআর 4 উপাদানের সাথে তুলনা করে, রজার্স উপাদানগুলিও কম ডাইলেট্রিক ক্ষতি সরবরাহ করতে পারে এবং এর ডাইলেট্রিক ধ্রুবকটি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে স্থিতিশীল। তদতিরিক্ত, রজার্স উপাদান উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন দ্বারা প্রয়োজনীয় আদর্শ কম সন্নিবেশ ক্ষতি কর্মক্ষমতা সরবরাহ করতে পারে।

রজার্স 4000 সিরিজ উপকরণগুলির তাপীয় সম্প্রসারণ (সিটিই) এর সহগের দুর্দান্ত মাত্রিক স্থিতিশীলতা রয়েছে। এর অর্থ হ'ল এফআর 4 এর সাথে তুলনা করা, যখন পিসিবি শীতল, গরম এবং খুব গরম রিফ্লো সোল্ডারিং চক্রের মধ্য দিয়ে যায়, তখন সার্কিট বোর্ডের তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচনের উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চতর তাপমাত্রা চক্রের অধীনে স্থিতিশীল সীমাতে বজায় রাখা যায়।

মিশ্র স্ট্যাকিংয়ের ক্ষেত্রে, রজার্স এবং উচ্চ-পারফরম্যান্স এফআর 4 একসাথে মিশ্রিত করতে সাধারণ উত্পাদন প্রক্রিয়া প্রযুক্তি ব্যবহার করা সহজ, সুতরাং উচ্চ উত্পাদন ফলন অর্জন করা তুলনামূলকভাবে সহজ। রজার্স স্ট্যাকের জন্য প্রস্তুতি প্রক্রিয়াটির মাধ্যমে একটি বিশেষ প্রয়োজন হয় না।

সাধারণ এফআর 4 খুব নির্ভরযোগ্য বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে না, তবে উচ্চ-পারফরম্যান্স এফআর 4 উপকরণগুলির উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন উচ্চতর টিজি, এখনও তুলনামূলকভাবে কম ব্যয় এবং সাধারণ অডিও ডিজাইন থেকে জটিল মাইক্রোওয়েভ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

আরএফ/মাইক্রোওয়েভ ডিজাইন বিবেচনা

পোর্টেবল প্রযুক্তি এবং ব্লুটুথ পরিধানযোগ্য ডিভাইসে আরএফ/মাইক্রোওয়েভ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পথ প্রশস্ত করেছে। আজকের ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা আরও বেশি গতিশীল হয়ে উঠছে। কয়েক বছর আগে, খুব উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি (ভিএইচএফ) 2GHz ~ 3GHz হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছিল। তবে এখন আমরা 10GHz থেকে 25GHz পর্যন্ত আল্ট্রা-হাই ফ্রিকোয়েন্সি (ইউএইচএফ) অ্যাপ্লিকেশনগুলি দেখতে পাচ্ছি।

অতএব, পরিধানযোগ্য পিসিবির জন্য, আরএফ অংশটির তারের সমস্যাগুলির দিকে আরও মনোযোগ প্রয়োজন, এবং সংকেতগুলি পৃথকভাবে পৃথক করা উচিত এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত উত্পন্ন ট্রেসগুলি মাটি থেকে দূরে রাখা উচিত। অন্যান্য বিবেচনার মধ্যে রয়েছে: একটি বাইপাস ফিল্টার সরবরাহ করা, পর্যাপ্ত ডিকোপলিং ক্যাপাসিটার, গ্রাউন্ডিং এবং সংক্রমণ লাইন এবং রিটার্ন লাইনটি প্রায় সমান হতে ডিজাইন করা।

বাইপাস ফিল্টার শব্দের সামগ্রী এবং ক্রসস্টালকের রিপল প্রভাবকে দমন করতে পারে। ডিকোপলিং ক্যাপাসিটারগুলি পাওয়ার সিগন্যাল বহনকারী ডিভাইস পিনের কাছাকাছি স্থাপন করা দরকার।

উচ্চ-গতির ট্রান্সমিশন লাইন এবং সিগন্যাল সার্কিটগুলির জন্য শব্দের সংকেত দ্বারা উত্পাদিত জিটারটি মসৃণ করতে পাওয়ার স্তর সংকেতগুলির মধ্যে একটি স্থল স্তর স্থাপন করা প্রয়োজন। উচ্চতর সংকেত গতিতে, ছোট প্রতিবন্ধকতা অমিলগুলি ভারসাম্যহীন সংক্রমণ এবং সংকেতগুলির অভ্যর্থনা সৃষ্টি করবে, যার ফলে বিকৃতি ঘটে। অতএব, রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল সম্পর্কিত প্রতিবন্ধকতা ম্যাচিং সমস্যার প্রতি বিশেষ মনোযোগ দিতে হবে, কারণ রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের একটি উচ্চ গতি এবং একটি বিশেষ সহনশীলতা রয়েছে।

আরএফ ট্রান্সমিশন লাইনের জন্য নির্দিষ্ট আইসি সাবস্ট্রেট থেকে পিসিবিতে আরএফ সংকেত সংক্রমণ করার জন্য নিয়ন্ত্রিত প্রতিবন্ধকতা প্রয়োজন। এই সংক্রমণ লাইনগুলি বাইরের স্তর, শীর্ষ স্তর এবং নীচের স্তরে প্রয়োগ করা যেতে পারে, বা মাঝের স্তরে ডিজাইন করা যেতে পারে।

পিসিবি আরএফ ডিজাইনের লেআউট চলাকালীন ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি হ'ল মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন, ভাসমান স্ট্রিপ লাইন, কোপলানার ওয়েভগাইড বা গ্রাউন্ডিং। মাইক্রোস্ট্রিপ লাইনটিতে ধাতব বা ট্রেসগুলির একটি নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্য এবং পুরো স্থল বিমান বা স্থল বিমানের অংশটি সরাসরি নীচে থাকে। সাধারণ মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন কাঠামোর বৈশিষ্ট্যযুক্ত প্রতিবন্ধকতা 50Ω থেকে 75Ω পর্যন্ত Ω

ভাসমান স্ট্রিপলাইন তারের এবং শব্দ দমন করার আরেকটি পদ্ধতি। এই লাইনটি অভ্যন্তরীণ স্তরটিতে স্থির-প্রস্থের তারের এবং কেন্দ্রের কন্ডাক্টরের উপরে এবং নীচে একটি বৃহত স্থল বিমান নিয়ে গঠিত। গ্রাউন্ড প্লেনটি পাওয়ার প্লেনের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা হয়, তাই এটি একটি খুব কার্যকর গ্রাউন্ডিং প্রভাব সরবরাহ করতে পারে। এটি পরিধানযোগ্য পিসিবি আরএফ সিগন্যাল ওয়্যারিংয়ের জন্য পছন্দসই পদ্ধতি।

কোপলানার ওয়েভগাইড আরএফ সার্কিট এবং সার্কিটের নিকটে আরও ভাল বিচ্ছিন্নতা সরবরাহ করতে পারে যা আরও কাছে যেতে হবে। এই মাধ্যমটি উভয় পাশে বা নীচে একটি কেন্দ্রীয় কন্ডাক্টর এবং গ্রাউন্ড প্লেন নিয়ে গঠিত। রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত সংক্রমণ করার সর্বোত্তম উপায় হ'ল স্ট্রিপ লাইন বা কোপলানার ওয়েভগাইডগুলি স্থগিত করা। এই দুটি পদ্ধতি সিগন্যাল এবং আরএফ ট্রেসগুলির মধ্যে আরও ভাল বিচ্ছিন্নতা সরবরাহ করতে পারে।

কোপলানার ওয়েভগাইডের উভয় পক্ষের তথাকথিত "ভায়া বেড়া" ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এই পদ্ধতিটি কেন্দ্রের কন্ডাক্টরের প্রতিটি ধাতব গ্রাউন্ড প্লেনে গ্রাউন্ড ভায়াসের একটি সারি সরবরাহ করতে পারে। মাঝখানে চলমান মূল ট্রেসের প্রতিটি পাশে বেড়া রয়েছে, এইভাবে নীচের মাটিতে রিটার্ন কারেন্টের জন্য একটি শর্টকাট সরবরাহ করে। এই পদ্ধতিটি আরএফ সিগন্যালের উচ্চ রিপল প্রভাবের সাথে সম্পর্কিত শব্দের স্তরকে হ্রাস করতে পারে। মাইক্রোস্ট্রিপ, স্ট্রিপলাইন বা অফসেট স্ট্রিপলাইন থেকে প্রায় 3.8 থেকে 3.9 এর প্রিপ্রেগের ডাইলেট্রিক ধ্রুবক - 4.5 এর ডাইলেট্রিক ধ্রুবকটি প্রিপ্রেগের এফআর 4 উপাদানের সমান থাকে।

কিছু ডিভাইসে যা একটি গ্রাউন্ড প্লেন ব্যবহার করে, অন্ধ ভায়াস পাওয়ার ক্যাপাসিটরের ডিকোপলিং পারফরম্যান্স উন্নত করতে এবং ডিভাইস থেকে মাটিতে একটি শান্ট পাথ সরবরাহ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। মাটির শান্ট পথটি ভায়া দৈর্ঘ্যকে ছোট করতে পারে। এটি দুটি উদ্দেশ্য অর্জন করতে পারে: আপনি কেবল একটি শান্ট বা গ্রাউন্ড তৈরি করেন না, তবে ছোট অঞ্চলগুলির সাথে ডিভাইসের সংক্রমণ দূরত্বও হ্রাস করেন, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ আরএফ ডিজাইনের উপাদান।