Tamaina eta tamaina txikiak direla eta, ia ez dago lehendik dauden zirkuitu gabeko taula estandarrak iOT merkatuan hazteko. Arau hauek atera aurretik, taula-garapenean ikasitako ezagutzan eta fabrikazio esperientziaren inguruan oinarritu behar izan genuen eta sortzen ari diren erronka bakarrak nola aplikatu pentsatu behar izan genuen. Gure arreta berezia eskatzen duten hiru arlo daude. Hauek dira: zirkuitu taularen gainazaleko materialak, RF / mikrouhin diseinua eta RF transmisio-lerroak.

PCB materiala

"PCB" orokorrean laminak dira, zuntz indartutako epoxi (FR4), poliimidoa edo Rogers materialak edo beste laminatutako materialak. Geruza desberdinen arteko material isolatzaileak prepreg deritzo.

Gailu eramangarriak fidagarritasun handia behar dute, beraz, PCB diseinatzaileek FR4 (PCB fabrikazio material eraginkorrena) edo material aurreratuenak eta garestiagoak aukeratzeko aukera dutenean, arazo bat bihurtuko da.

PCB aplikazio eramangarriak abiadura handiko, maiztasun handiko materialak behar baditu, FR4 ez da aukerarik onena. FR4-ren konstante dielektrikoa (DK) da, Rogers 4003 serieko material aurreratuagoen konstante dielektrikoa 3,55 da, eta Rogers 4350 serieko konstante dielektrikoa 3,66 da.

"Laminatuen konstante dielektrikoaren aizkolarien arteko kondenazio pare baten arteko gaitasuna da. Maiztasun handien artean. Maiztasun handiak dira. Beraz, galera txikia izatea da. Hori dela eta, Roger 4350 3,66ko konstante dielektriko bat baino gehiago da FR4-k FR4-k baino% 4,5eko konstante dielektrikoarekin.

Egoera arruntetan, gailu eramangarrien pcb geruza kopurua 4 eta 8 geruza bitartekoa da. Geruzaren eraikuntzaren printzipioa da 8 geruzako PCB bat bada, gai izan beharko lukeela lurreko eta elektrizitate geruzak eta haragia kableatzeko geruza. Horrela, crosstalk-en ripple efektua gutxieneko eta interferentzia elektromagnetiko (EMI) nabarmen murriztu daiteke.

Zirkuituaren diseinua diseinatzeko fasean, diseinu-plana orokorrean lurreko geruza handi bat da, energia banatzeko geruzatik gertu kokatzea. Honek oso urradura efektu baxua eratu dezake, eta sistemaren zarata ia zeroetara murriztu daiteke. Hau bereziki garrantzitsua da irrati maiztasun azpisistema egiteko.

Rogers materialarekin alderatuta, FR4-k xahutzeko faktore handiagoa du (DF), batez ere maiztasun altuan. Errendimendu handiagoa lortzeko FR4 laminak, DF balioa 0,002 ingurukoa da, hau da, FR4 arrunta baino hobea den magnitude-ordena da. Hala ere, Rogers pila 0,001 edo gutxiago da. FR4 materiala maiztasun handiko aplikazioetarako erabiltzen denean, izugarrizko garrantzia izango da txertatze-galeretan. Txertatze-galera seinalea galtzearen galera gisa definitzen da, puntu batetik B seinalea FR4, ROGERS edo beste material batzuk erabiltzerakoan.

arazoak sortu

Wearable PCBk inpedantzia kontrol zorrotza behar du. Gailu eramangarrientzako faktore garrantzitsua da. Inpedantziaren parekatzeak seinale transmisio garbiagoa sor dezake. Lehenago, seinaleak eramateko arrastoen tolerantzia estandarra% 10 izan da. Adierazle hau ez da nahikoa ona gaurko maiztasun handiko eta abiadura handiko zirkuituetarako. Egungo eskakizuna% 7 da, eta zenbait kasutan% 5 edo gutxiago. Parametro honek eta bestelako aldagaiek larriki eragingo dute pcbs higadura horien fabrikazioan inpedantzia-kontrol zorrotzarekin, eta horrela, fabrikatu ditzaketen negozio kopurua mugatu dute.

Rogers UHF materialez egindako laminaren etengabeko tolerantzia dielektrikoa% 2an mantentzen da, eta produktu batzuk% 1era iritsi daitezke. Aitzitik, FR4 laminaren etengabeko tolerantzia dielektrikoa% 10eko altuena da. Hori dela eta, alderatu bi material horiek aurki daitezke Rogers 'txertatze galera oso baxua dela. FR4 material tradizionalekin alderatuta, Rogers pilaketaren transmisio galera eta txertatze galera erdia dira.

Gehienetan, kostua da garrantzitsuena. Hala ere, Rogersek maiztasun handiko laminatutako errendimendu nahiko baxua eman dezake prezio onargarrian. Merkataritza aplikazioetarako, Rogers PCB hibrido batean egin daiteke epoxi-oinarritutako FR4-rekin, Rogers materiala erabiltzen duten geruza batzuek eta beste geruza batzuek FR4 erabiltzen dute.

Rogers pila bat aukeratzerakoan, maiztasuna da kontuan hartzea. Maiztasunak 500mhz gainditzen duenean, PCB diseinatzaileek Rogers materialak aukeratu ohi dituzte, batez ere RF / mikrouhin zirkuituetarako, material horiek errendimendu handiagoa eman baitiete goiko arrastoak zorroztasunez kontrolatzen direnean.

FR4 materialarekin alderatuta, Rogers materialak galera dielektriko txikiagoa ere eman dezake eta bere konstante dielektrikoa maiztasun-tarte zabal batean egonkorra da. Gainera, Rogers materialak maiztasun handiko eragiketen bidez eskatzen den txertaketa galera baxuko errendimendua eman dezake.

Rogers 4000 serieko materialen hedapen termikoaren (CTE) koefizienteak dimentsioko egonkortasun bikaina du. Horrek esan nahi du FR4rekin alderatuta, PCBk islatzen duen ziklo hotz, beroa eta oso beroa jasaten duenean, zirkuituaren hedapen termikoa eta uzkurdura muga egonkorrean mantendu daiteke maiztasun altuagoan eta tenperatura altuen zikloetan.

Pilatze mistoaren kasuan, fabrikazio prozesuaren teknologia arrunta erabiltzea erraza da Rogers eta Errendimendu Handiko FR4 elkarrekin nahasteko, beraz, nahiko erraza da fabrikazio handiko etekina lortzea. Rogers pilak ez du prestaketa prozesu berezirik behar.

FR4 arruntak ezin du errendimendu elektriko oso fidagarria lortu, baina errendimendu handiko FR4 materialek fidagarritasun ezaugarri onak dituzte, hala nola, tg handiagoa, oraindik kostu nahiko baxua eta aplikazio sorta zabal batean erabil daiteke, audio diseinu sinple batetik mikrouhin aplikazio konplexuetara.

RF / mikrouhin diseinuaren gogoetak

Teknologia eramangarriek eta Bluetooth-ek bidea ireki dute RF / mikrouhin aplikazioetarako erabilitako gailuetan. Gaur egungo maiztasun-tartea gero eta dinamikoagoa da. Duela urte batzuk, maiztasun oso altua (VHF) 2GHz ~ 3GHz bezala definitu zen. Baina orain maiztasun ultra-altua (UHF) aplikazioak ikus ditzakegu 10Ghz-etik 25GHz-ra.

Hori dela eta, Winable PCBrentzat, RF zatiak kableazio arazoei arreta handiagoa eskatzen diete, eta seinaleak bereizita bereizi behar dira eta maiztasun handiko seinaleak sortzen dituzten aztarnak lurretik kanpo geratu behar dira. Beste gogoeta batzuk honako hauek dira: saihesbide iragazkia, deskonposatzeko kondentsadore egokiak, lurreratzea eta transmisio-lerroa diseinatzea eta itzultzeko lerroa ia berdina izatea.

Bypass iragazkiak zarataren edukiaren eta crosstalk-en efektua ken dezake. Deskonposatzeko kondentsadoreak gailuaren pinetara hurbilago jarri behar dira, potentzia seinaleak eramaten.

Abiadura handiko transmisio-lerroek eta seinale-zirkuituek lurreko geruza behar dute, potentzia geruzaren seinaleen artean jartzeko zarata seinaleek sortutako Jitter leuntzeko. Seinale abiadura handiagoetan, inpedantzia txikiak desorekatzeak transmisio desorekatua eta seinaleen harrera ekarriko ditu, distortsioaren ondorioz. Hori dela eta, arreta berezia jarri behar da irrati maiztasuneko seinalearekin lotutako eragozpenarekin lotutako arazoa, irrati maiztasuneko seinaleak abiadura handia eta tolerantzia berezia baitu.

RF transmisio-lerroek inpedantzia kontrolatua behar dute RF seinaleak igaro espezifikoko PCBra igortzeko. Transmisio-lerro hauek kanpoko geruzan, goiko geruzan eta beheko geruzan ezarri daitezke, edo erdiko geruzan diseinatu daitezke.

PCB RF diseinuaren diseinuan erabilitako metodoak microstrip lerroak, marra lerro flotagarria, coplanar waveguide edo lurreratzea dira. MicroStrip lerroa metalaren edo arrasto finko batek eta beheko planoaren zati bat edo beheko planoaren zati bat da. MicroStrip Linearen egitura orokorrean dagoen inpedantzia ezaugarria 50 eta 75ω bitartekoa da.

Turtlingintza flotagarria kableatu eta zarata ezabatzeko beste metodo bat da. Lerro hau barruko geruzaren zabalera finkoko kableak eta lurreko plano handi batek erdiko zuzendariaren gainetik eta azpitik dago. Lurreko hegazkina elektrizitatearen artean ogitartekoa da, beraz, lurreko efektu oso eraginkorra eman dezake. Hau da PCB RF seinale kableatzeko erabilgarri dagoen metodoa.

Coplanar Waveguide-k isolamendu hobea eman dezake RF zirkuituaren ondoan eta gertuago ibili behar den zirkuitua. Euskarri hau erorketa zentral eta lurreko plano batek osatzen dute alde bietan edo azpian. Irrati-maiztasuneko seinaleak transmititzeko modurik onena marra lerroak edo coplanar uhinak etetea da. Bi metodo hauek seinale eta RF arrastoen artean isolamendu hobea eman dezakete.

Coplanar WaveGuide-ren bi aldeetan "hesi bidez" deiturikoa erabiltzea gomendatzen da. Metodo honek lurreko errenkada bat eman dezake erdiko zuzendariaren metalezko plano bakoitzean. Erdialdean dagoen arrasto nagusiak hesiak ditu alde bakoitzean, eta, horrela, lasterbidea beheko lurraldera itzultzeko lasterbidea eskaintzen du. Metodo honek RF seinalearen efektu altuarekin lotutako zarata maila murriztu dezake. 4.5-ko konstante dielektrikoa prepregoaren FR4 materialaren berdina da, eta Prepreg-en konstante dielektrikoa, mikrostripa, estiplinak edo desplazamendu-tarteak dira, 3,8tik 3,9ra ingurukoa da.

Beheko planoa erabiltzen duten gailu batzuetan, itsu via erabil daiteke potentziaren kondentsadorearen errendimendua hobetzeko eta gailutik lurrera itzultzeko bidea eskaintzeko. Lurrera egindako bideak bidearen luzera laburtu dezake. Horrek bi helburu lor ditzake: shunt edo lurra sortzeaz gain, gune txikiak dituzten gailuen transmisio-distantzia murrizten duzu, hau da, RF diseinu faktore garrantzitsua da.