Mar gheall ar a mhéid agus a mhéid beag, níl beagnach aon chaighdeáin boird chiorcaid phriontáilte ann don mhargadh IoT inchaite atá ag fás. Sular tháinig na caighdeáin seo amach, bhí orainn brath ar an eolas agus an taithí déantúsaíochta a foghlaimíodh i bhforbairt leibhéal an bhoird agus smaoineamh ar conas iad a chur i bhfeidhm ar dhúshláin uathúla atá ag teacht chun cinn. Tá trí réimse ann a dteastaíonn ár n-aird ar leith orthu. Is iad sin: ábhair dhromchla an chláir chiorcaid, dearadh RF/micreathonnta agus línte tarchurtha RF.

Ábhar PCB

Is éard atá i “PCB” de ghnáth lannáin, a d’fhéadfadh a bheith déanta as ábhair eapocsa atá treisithe le snáithín (FR4), polyimide nó Rogers nó ábhair lannaithe eile. Tugtar prepreg ar an ábhar inslithe idir na sraitheanna éagsúla.

Éilíonn feistí wearable iontaofacht ard, mar sin nuair a bhíonn dearthóirí PCB ag tabhairt aghaidhe ar an rogha úsáid a bhaint as FR4 (an t-ábhar déantúsaíochta PCB is éifeachtaí ó thaobh costais) nó ábhair níos airde agus níos costasaí, beidh sé seo ina fhadhb.

Má éilíonn iarratais PCB inchaite ábhair ardluais, ard-minicíochta, b'fhéidir nach é FR4 an rogha is fearr. Is é an tairiseach tréleictreach (Dk) de FR4 ná 4.5, is é tairiseach tréleictreach ábhar sraith Rogers 4003 níos airde ná 3.55, agus is é tairiseach tréleictreach na sraithe deartháir Rogers 4350 ná 3.66.

“Tagraíonn tairiseach tréleictreach laminate don chóimheas idir an toilleas nó an fuinneamh idir péire seoltóirí in aice leis an laminate leis an toilleas nó fuinneamh idir an péire seoltóirí i bhfolús. Ag minicíochtaí ard, is fearr caillteanas beag a bheith ann. Mar sin, tá Roger 4350 le tairiseach tréleictreach de 3.66 níos oiriúnaí d'fheidhmchláir minicíochta níos airde ná FR4 le tairiseach tréleictreach de 4.5.

Faoi imthosca gnáth, tá líon na sraitheanna PCB le haghaidh feistí inchaite idir 4 agus 8 sraithe. Is é prionsabal na tógála ciseal ná más PCB 8-ciseal é, ba cheart go mbeadh sé in ann go leor sraitheanna talún agus cumhachta a sholáthar agus an ciseal sreangú a cheapaire. Ar an mbealach seo, is féidir an éifeacht ripple i crosstalk a choinneáil chomh híseal agus is féidir agus is féidir cur isteach leictreamaighnéadach (EMI) a laghdú go suntasach.

I gcéim deartha leagan amach an bhoird chuaird, is é an plean leagan amach go ginearálta ciseal mór talún a chur in aice leis an gciseal dáileadh cumhachta. Is féidir leis seo éifeacht ripple an-íseal a fhoirmiú, agus is féidir torann an chórais a laghdú go beagnach nialas freisin. Tá sé seo tábhachtach go háirithe don fhochóras minicíochta raidió.

I gcomparáid le hábhar Rogers, tá fachtóir diomailt níos airde (Df) ag FR4, go háirithe ag minicíocht ard. Le haghaidh laminates FR4 feidhmíochta níos airde, tá luach Df thart ar 0.002, atá ord méide níos fearr ná gnáth-FR4. Mar sin féin, níl ach 0.001 nó níos lú i stack Rogers. Nuair a úsáidtear ábhar FR4 le haghaidh iarratais ardmhinicíochta, beidh difríocht shuntasach ann maidir le caillteanas isteach. Sainmhínítear caillteanas isteach mar chaillteanas cumhachta an chomhartha ó phointe A go pointe B nuair a úsáidtear FR4, Rogers nó ábhair eile.

fadhbanna a chruthú

Teastaíonn rialú impedance níos déine ar PCB inchaite. Is fachtóir tábhachtach é seo maidir le feistí inchaite. Is féidir le meaitseáil impedance tarchur comhartha níos glaine a tháirgeadh. Níos luaithe, ba é ±10% an lamháltas caighdeánach do rianta iompair comharthaí. Is léir nach bhfuil an táscaire seo maith go leor do chiorcaid ard-minicíochta agus ardluais an lae inniu. Is é an riachtanas reatha ±7%, agus i gcásanna áirithe fiú ±5% nó níos lú. Cuirfidh an paraiméadar seo agus athróga eile isteach go mór ar mhonarú na PCBanna inchaite seo le rialú bacainn thar a bheith dian, rud a chuirfidh teorainn le líon na ngnólachtaí ar féidir leo iad a mhonarú.

Go ginearálta coinnítear caoinfhulaingt tairiseach tréleictreach an laminate déanta as ábhair Rogers UHF ag ± 2%, agus is féidir le roinnt táirgí fiú ±1% a bhaint amach. I gcodarsnacht leis sin, tá caoinfhulaingt tairiseach tréleictreach an laminate FR4 chomh hard le 10%. Dá bhrí sin, déan comparáid idir Is féidir an dá ábhar seo a fháil amach go bhfuil caillteanas isteach Rogers go háirithe íseal. I gcomparáid le hábhair thraidisiúnta FR4, tá an caillteanas tarchurtha agus an caillteanas isteach sa chruach Rogers leath níos ísle.

I bhformhór na gcásanna, is é costas an ceann is tábhachtaí. Mar sin féin, is féidir le Rogers feidhmíocht laminate ard-minicíochta íseal-chaillteanas a sholáthar ag pointe praghais inghlactha. I gcás feidhmeanna tráchtála, is féidir Rogers a dhéanamh ina PCB hibrideach le FR4 eapocsa-bhunaithe, a úsáideann roinnt sraitheanna ábhar Rogers, agus úsáideann sraitheanna eile FR4.

Nuair a bhíonn stack Rogers á roghnú, is é an minicíocht an phríomhcheist. Nuair a sháraíonn an minicíocht 500MHz, is gnách go roghnaíonn dearthóirí PCB ábhair Rogers, go háirithe le haghaidh ciorcaid RF / micreathonn, toisc go bhféadfaidh na hábhair seo feidhmíocht níos airde a sholáthar nuair a bhíonn na rianta uachtaracha á rialú go docht ag impedance.

I gcomparáid le hábhar FR4, is féidir le hábhar Rogers caillteanas tréleictreach níos ísle a sholáthar freisin, agus tá a tairiseach tréleictreach cobhsaí i raon minicíochta leathan. Ina theannta sin, is féidir le hábhar Rogers an fheidhmíocht chaillteanais ionsáite íseal idéalach a theastaíonn ó oibríocht ardmhinicíochta a sholáthar.

Tá cobhsaíocht tríthoiseach den scoth ag comhéifeacht leathnú teirmeach (CTE) na n-ábhar sraith Rogers 4000. Ciallaíonn sé seo, i gcomparáid le FR4, nuair a théann an PCB faoi thimthriallta sádrála reflow fuar, te agus an-te, is féidir leathnú teirmeach agus crapadh an bhoird chuaird a choinneáil ag teorainn chobhsaí faoi thimthriallta minicíochta níos airde agus teocht níos airde.

I gcás cruachta measctha, tá sé éasca teicneolaíocht phróiseas déantúsaíochta coitianta a úsáid chun Rogers agus FR4 ardfheidhmíochta a mheascadh le chéile, agus mar sin tá sé sách éasca toradh ard déantúsaíochta a bhaint amach. Níl próiseas ullmhúcháin speisialta ag teastáil ó chruach Rogers.

Ní féidir le Coitianta FR4 feidhmíocht leictreach an-iontaofa a bhaint amach, ach tá tréithe iontaofachta maith ag ábhair FR4 ardfheidhmíochta, mar shampla Tg níos airde, fós costas réasúnta íseal, agus is féidir iad a úsáid i raon leathan d'iarratais, ó dhearadh fuaime simplí go Feidhmchláir casta micreathonn. .

Breithnithe dearaidh RF/Micreatonn

Tá teicneolaíocht iniompartha agus Bluetooth tar éis an bealach a réiteach d’fheidhmchláir RF/micreathonnta i bhfeistí inchaite. Tá raon minicíochta an lae inniu ag éirí níos mó agus níos dinimiciúla. Cúpla bliain ó shin, sainíodh minicíocht an-ard (VHF) mar 2GHz~3GHz. Ach anois is féidir linn feidhmchláir minicíochta ultra-ard (UHF) a fheiceáil ó 10GHz go 25GHz.

Dá bhrí sin, le haghaidh an PCB wearable, éilíonn an chuid RF aird níos mó ar na saincheisteanna sreangú, agus ba cheart na comharthaí a scaradh ar leithligh, agus ba cheart na rianta a ghineann comharthaí ard-minicíochta a choinneáil ar shiúl ón talamh. Áirítear le breithniúcháin eile: seachbhóthar a sholáthar, toilleoirí díchúplála leordhóthanacha, talamh a chur ar bun, agus an líne tarchuir agus an líne fillte a dhearadh le bheith beagnach comhionann.

Is féidir le scagaire seachbhóthar an éifeacht ripple a bhaint as ábhar torainn agus crosstalk. Ní mór toilleoirí díchúplála a chur níos gaire do na bioráin ghléis a iompraíonn comharthaí cumhachta.

Éilíonn línte tarchurtha ardluais agus ciorcaid chomharthaí go gcuirfí ciseal talún idir na comharthaí ciseal cumhachta chun an Giodam a ghineann comharthaí torainn a réiteach. Ag luasanna comhartha níos airde, beidh neamhréireanna impedance beaga ina chúis le tarchur agus fáiltiú neamhchothromaithe comharthaí, rud a fhágann go mbeidh saobhadh ann. Dá bhrí sin, ní mór aird ar leith a thabhairt ar an bhfadhb meaitseála impedance a bhaineann leis an comhartha minicíochta raidió, toisc go bhfuil ardluais agus caoinfhulaingt speisialta ag an comhartha minicíochta raidió.

Éilíonn línte tarchurtha RF impedance rialaithe chun comharthaí RF a tharchur ó fhoshraith IC ar leith chuig an PCB. Is féidir na línte tarchurtha seo a chur i bhfeidhm ar an gciseal seachtrach, ar an gciseal barr, agus ar an gciseal bun, nó is féidir iad a dhearadh sa chiseal lár.

Is iad na modhanna a úsáidtear le linn leagan amach dearadh PCB RF ná líne micreastiall, líne stiall ar snámh, treoir tonn coplanar nó talamh. Is éard atá sa líne micreastiall ná fad seasta miotail nó rianta agus an plána talún iomlán nó cuid den eitleán talún díreach faoina bhun. Tá an impedance tréith sa struchtúr ginearálta líne microstrip ó 50Ω go 75Ω.

Is modh eile sreangú agus cosc ​​torainn é stripline snámh. Is éard atá sa líne seo sreangú leithead seasta ar an gciseal istigh agus plána talún mór os cionn agus faoi bhun an tseoltóra ionaid. Tá an t-eitleán talún idir an eitleán cumhachta, ionas gur féidir leis éifeacht talún an-éifeachtach a sholáthar. Is é seo an modh is fearr le haghaidh sreangú comhartha PCB RF inchaite.

Is féidir le tonntreoraithe coplanar leithlisiú níos fearr a sholáthar in aice leis an gciorcad RF agus an ciorcad is gá a stiúradh níos gaire. Is éard atá sa mheán seo seoltóir lárnach agus plánaí talún ar an dá thaobh nó thíos. Is é an bealach is fearr chun comharthaí minicíochta raidió a tharchur ná línte stiallacha nó tonntreoraithe coplanar a chur ar fionraí. Is féidir leis an dá mhodh seo aonrú níos fearr a sholáthar idir na rianta comhartha agus RF.

Moltar an “trí fhál” mar a thugtar air a úsáid ar an dá thaobh den treoir thonn coplanar. Is féidir leis an modh seo sraith vias talún a sholáthar ar gach plána talún miotail den seoltóir láir. Tá sconsaí ar gach taobh ag an bpríomhrian atá ag rith sa lár, rud a chuireann aicearra ar fáil don sruth fillte go dtí an talamh thíos. Is féidir leis an modh seo an leibhéal torainn a bhaineann le héifeacht ard ripple an chomhartha RF a laghdú. Fanann an tairiseach tréleictreach de 4.5 mar a chéile le hábhar FR4 an réamhthír, agus tá tairiseach tréleictreach an réamhthír — ó mhicristiallach, stialllíne nó stialllíne fhritháireamh — thart ar 3.8 go 3.9.

I roinnt feistí a úsáideann eitleán talún, féadfar vias dall a úsáid chun feidhmíocht díchúplála an toilleora cumhachta a fheabhsú agus cosán shunt a sholáthar ón bhfeiste go dtí an talamh. Is féidir leis an gcosán shunt go dtí an talamh fad an via a ghiorrú. Is féidir leis seo dhá chuspóir a bhaint amach: ní hamháin go gcruthóidh tú shunt nó talamh, ach freisin laghdaítear achar tarchurtha feistí le limistéir bheaga, rud atá ina fhachtóir dearadh RF tábhachtach.