Oherwydd y maint a'r maint bach, nid oes bron unrhyw safonau bwrdd cylched printiedig yn bodoli ar gyfer y farchnad IoT gwisgadwy sy'n tyfu. Cyn i'r safonau hyn ddod allan, roedd yn rhaid i ni ddibynnu ar y wybodaeth a'r profiad gweithgynhyrchu a ddysgwyd wrth ddatblygu ar lefel bwrdd a meddwl sut i'w cymhwyso i heriau unigryw sy'n dod i'r amlwg. Mae tri maes sy'n gofyn am ein sylw arbennig. Y rhain yw: deunyddiau wyneb bwrdd cylched, dyluniad RF/microdon a llinellau trosglwyddo RF.

Deunydd PCB

Yn gyffredinol, mae “PCB” yn cynnwys laminiadau, y gellir eu gwneud o epocsi wedi'i atgyfnerthu â ffibr (FR4), polyimide neu ddeunyddiau Rogers neu ddeunyddiau lamineiddio eraill. Gelwir y deunydd inswleiddio rhwng y gwahanol haenau yn prepreg.

Mae angen dibynadwyedd uchel ar ddyfeisiau gwisgadwy, felly pan fydd dylunwyr PCB yn wynebu'r dewis o ddefnyddio FR4 (y deunydd gweithgynhyrchu PCB mwyaf cost-effeithiol) neu ddeunyddiau mwy datblygedig a drutach, bydd hyn yn dod yn broblem.

Os oes angen deunyddiau cyflymder uchel, amledd uchel ar gymwysiadau PCB gwisgadwy, efallai nad FR4 yw'r dewis gorau. Cyson dielectrig (DK) FR4 yw 4.5, cysonyn dielectrig y deunydd cyfres Rogers 4003 mwy datblygedig yw 3.55, a chysonyn dielectrig y gyfres brawd Rogers 4350 yw 3.66.

“Mae cysonyn dielectrig lamineiddio yn cyfeirio at gymhareb y cynhwysedd neu'r egni rhwng pâr o ddargludyddion ger y lamineiddio i'r cynhwysedd neu'r egni rhwng y pâr o ddargludyddion mewn gwactod. Ar amleddau uchel, mae'n well cael colled fach. Felly, mae Roger 435 gyda cheisiadau dielectric o 3.66 yn fwy o gysonyn o 3.66 yn fwy o gysonyn o 3.66 yn fwy o gysonyn yw i is -gysonyn is -gysonyn yw 3.66 yn fwy o gysonyn dielectric is aelectric is more

O dan amgylchiadau arferol, mae nifer yr haenau PCB ar gyfer dyfeisiau gwisgadwy yn amrywio o 4 i 8 haen. Egwyddor adeiladu haen yw, os yw'n PCB 8-haen, y dylai allu darparu digon o haenau tir a phwer a rhyngosod yr haen weirio. Yn y modd hwn, gellir cadw'r effaith cryfach yn Crosstalk i'r lleiafswm a gellir lleihau ymyrraeth electromagnetig (EMI) yn sylweddol.

Yn y cam dylunio cynllun bwrdd cylched, y cynllun cynllun yn gyffredinol yw gosod haen ddaear fawr yn agos at yr haen dosbarthu pŵer. Gall hyn ffurfio effaith cryfach isel iawn, a gellir lleihau sŵn y system hefyd i bron yn sero. Mae hyn yn arbennig o bwysig ar gyfer yr is -system amledd radio.

O'i gymharu â deunydd Rogers, mae gan FR4 ffactor afradu uwch (DF), yn enwedig ar amledd uchel. Ar gyfer perfformiad uwch laminiadau FR4, mae'r gwerth DF tua 0.002, sy'n orchymyn maint yn well na FR4 cyffredin. Fodd bynnag, dim ond 0.001 neu lai yw pentwr Rogers. Pan ddefnyddir deunydd FR4 ar gyfer cymwysiadau amledd uchel, bydd gwahaniaeth sylweddol o ran colli mewnosod. Diffinnir colli mewnosod fel colli pŵer y signal o bwynt A i bwynt B wrth ddefnyddio FR4, rogers neu ddeunyddiau eraill.

creu problemau

Mae angen rheoli rhwystriant llymach ar PCB gwisgadwy. Mae hwn yn ffactor pwysig ar gyfer dyfeisiau gwisgadwy. Gall paru rhwystriant gynhyrchu trosglwyddiad signal glanach. Yn gynharach, y goddefgarwch safonol ar gyfer olion cario signal oedd ± 10%. Mae'n amlwg nad yw'r dangosydd hwn yn ddigon da ar gyfer cylchedau amledd uchel a chyflymder heddiw. Y gofyniad cyfredol yw ± 7%, ac mewn rhai achosion hyd yn oed ± 5% neu lai. Bydd y paramedr hwn a newidynnau eraill yn effeithio'n ddifrifol ar weithgynhyrchu'r PCBs gwisgadwy hyn gyda rheolaeth rhwystriant arbennig o gaeth, a thrwy hynny gyfyngu ar nifer y busnesau a all eu cynhyrchu.

Yn gyffredinol, mae goddefgarwch cyson dielectrig y lamineiddio a wneir o ddeunyddiau Rogers UHF yn cael ei gynnal ar ± 2%, a gall rhai cynhyrchion gyrraedd ± 1%hyd yn oed. Mewn cyferbyniad, mae goddefgarwch cyson dielectrig y lamineiddio FR4 mor uchel â 10%. Felly, cymharwch y ddau ddeunydd hyn fod colli mewnosod Rogers yn arbennig o isel. O'i gymharu â deunyddiau FR4 traddodiadol, mae colli trosglwyddo a cholli mewnosod y pentwr Rogers hanner yn is.

Yn y rhan fwyaf o achosion, cost yw'r pwysicaf. Fodd bynnag, gall Rogers ddarparu perfformiad lamineiddio amledd uchel colled uchel ar bwynt pris derbyniol. Ar gyfer cymwysiadau masnachol, gellir gwneud Rogers yn PCB hybrid gyda FR4 wedi'i seilio ar epocsi, y mae rhai haenau ohonynt yn defnyddio deunydd Rogers, ac mae haenau eraill yn defnyddio FR4.

Wrth ddewis pentwr Rogers, amlder yw'r prif ystyriaeth. Pan fydd yr amledd yn fwy na 500MHz, mae dylunwyr PCB yn tueddu i ddewis deunyddiau Rogers, yn enwedig ar gyfer cylchedau RF/microdon, oherwydd gall y deunyddiau hyn ddarparu perfformiad uwch pan fydd yr olion uchaf yn cael eu rheoli'n llym gan rwystr.

O'i gymharu â deunydd FR4, gall deunydd Rogers hefyd ddarparu colled dielectrig is, ac mae ei gysonyn dielectrig yn sefydlog mewn ystod amledd eang. Yn ogystal, gall deunydd Rogers ddarparu'r perfformiad colli mewnosod isel delfrydol sy'n ofynnol gan weithrediad amledd uchel.

Mae gan gyfernod ehangu thermol (CTE) deunyddiau cyfres Rogers 4000 sefydlogrwydd dimensiwn rhagorol. Mae hyn yn golygu, o'i gymharu â FR4, pan fydd y PCB yn cael cylchoedd sodro oer, poeth a poeth iawn, gellir cynnal ehangu thermol a chrebachu'r bwrdd cylched ar derfyn sefydlog o dan amledd uwch a chylchoedd tymheredd uwch.

Yn achos pentyrru cymysg, mae'n hawdd defnyddio technoleg prosesau gweithgynhyrchu cyffredin i gymysgu rogers a FR4 perfformiad uchel gyda'i gilydd, felly mae'n gymharol hawdd cyflawni cynnyrch gweithgynhyrchu uchel. Nid oes angen proses arbennig ar bentwr Rogers trwy broses baratoi.

Ni all FR4 cyffredin gyflawni perfformiad trydanol dibynadwy iawn, ond mae gan ddeunyddiau FR4 perfformiad uchel nodweddion dibynadwyedd da, megis TG uwch, sy'n dal i fod yn gost gymharol isel, a gellir eu defnyddio mewn ystod eang o gymwysiadau, o ddyluniad sain syml i gymwysiadau microdon cymhleth.

Ystyriaethau Dylunio RF/Microdon

Mae technoleg gludadwy a Bluetooth wedi paratoi'r ffordd ar gyfer cymwysiadau RF/microdon mewn dyfeisiau gwisgadwy. Mae ystod amledd heddiw yn dod yn fwy a mwy deinamig. Ychydig flynyddoedd yn ôl, diffiniwyd amledd uchel iawn (VHF) fel 2GHz ~ 3GHz. Ond nawr gallwn weld ceisiadau amledd uwch-uchel (UHF) yn amrywio o 10GHz i 25GHz.

Felly, ar gyfer y PCB gwisgadwy, mae'r rhan RF yn gofyn am fwy o sylw i'r materion gwifrau, a dylid gwahanu'r signalau ar wahân, a dylid cadw'r olion sy'n cynhyrchu signalau amledd uchel i ffwrdd o'r ddaear. Mae ystyriaethau eraill yn cynnwys: darparu hidlydd ffordd osgoi, cynwysyddion datgysylltu digonol, sylfaen, a dylunio'r llinell drosglwyddo a'r llinell ddychwelyd i fod bron yn gyfartal.

Gall hidlydd ffordd osgoi atal effaith cryfach cynnwys sŵn a chrosstalk. Mae angen gosod cynwysyddion datgysylltu yn agosach at binnau'r ddyfais sy'n cario signalau pŵer.

Mae llinellau trosglwyddo cyflym a chylchedau signal yn gofyn am osod haen ddaear rhwng y signalau haen bŵer i lyfnhau'r jitter a gynhyrchir gan signalau sŵn. Ar gyflymder signal uwch, bydd camgymhariadau rhwystriant bach yn achosi trosglwyddo a derbyn signalau yn anghytbwys, gan arwain at ystumio. Felly, rhaid rhoi sylw arbennig i'r broblem paru rhwystriant sy'n gysylltiedig â'r signal amledd radio, oherwydd mae gan y signal amledd radio gyflymder uchel a goddefgarwch arbennig.

Mae angen rhwystriant rheoledig ar linellau trosglwyddo RF er mwyn trosglwyddo signalau RF o swbstrad IC penodol i'r PCB. Gellir gweithredu'r llinellau trosglwyddo hyn ar yr haen allanol, yr haen uchaf, a'r haen waelod, neu gellir eu cynllunio yn yr haen ganol.

Y dulliau a ddefnyddir yn ystod cynllun dylunio PCB RF yw llinell microstrip, llinell stribed arnofiol, tonnau tonnau coplanar neu sylfaen. Mae'r llinell microstrip yn cynnwys hyd sefydlog o fetel neu olion a'r awyren ddaear gyfan neu ran o'r awyren ddaear yn union oddi tani. Mae'r rhwystriant nodweddiadol yn strwythur y llinell microstrip gyffredinol yn amrywio o 50Ω i 75Ω.

Mae Stripline Floating yn ddull arall o weirio ac atal sŵn. Mae'r llinell hon yn cynnwys gwifrau lled sefydlog ar yr haen fewnol ac awyren ddaear fawr uwchben ac islaw arweinydd y ganolfan. Mae'r awyren ddaear wedi'i rhyngosod rhwng yr awyren bŵer, felly gall ddarparu effaith sylfaen effeithiol iawn. Dyma'r dull a ffefrir ar gyfer gwifrau signal RF PCB gwisgadwy.

Gall tonnau tonnau coplanar ddarparu gwell unigedd ger y gylched RF a'r gylched y mae angen ei chyfeirio yn agosach. Mae'r cyfrwng hwn yn cynnwys dargludydd canolog ac awyrennau daear ar y naill ochr neu'n is. Y ffordd orau i drosglwyddo signalau amledd radio yw atal llinellau stribedi neu donnau tonnau coplanar. Gall y ddau ddull hyn ddarparu gwell unigedd rhwng yr olion signal ac RF.

Argymhellir defnyddio'r hyn a elwir yn “VIA Fence” ar ddwy ochr y tonnau tonnau coplanar. Gall y dull hwn ddarparu rhes o vias daear ar bob awyren ddaear fetel o arweinydd y ganolfan. Mae gan y prif olrhain sy'n rhedeg yn y canol ffensys ar bob ochr, ac felly'n darparu llwybr byr ar gyfer y cerrynt dychwelyd i'r llawr islaw. Gall y dull hwn leihau'r lefel sŵn sy'n gysylltiedig ag effaith cryfach uchel y signal RF. Mae'r cysonyn dielectrig o 4.5 yn aros yr un fath â deunydd FR4 y prepreg, tra bod cysonyn dielectrig y prepreg - o linell stribed microstrip, llinell stribed neu wrthbwyso - tua 3.8 i 3.9.

Mewn rhai dyfeisiau sy'n defnyddio awyren ddaear, gellir defnyddio Vias dall i wella perfformiad datgysylltu'r cynhwysydd pŵer a darparu llwybr siynt o'r ddyfais i'r llawr. Gall y llwybr siynt i'r ddaear fyrhau hyd y Via. Gall hyn gyflawni dau bwrpas: rydych nid yn unig yn creu siynt neu ddaear, ond hefyd yn lleihau pellter trosglwyddo dyfeisiau ag ardaloedd bach, sy'n ffactor dylunio RF pwysig.