Ma muli o ka liʻiliʻi liʻiliʻi a me ka nui, ʻaʻohe mea i paʻi ʻia i kēia manawa no ka mākeke IoT hiki ke hoʻohana. Ma mua o ka puka ʻana o kēia mau maʻamau, pono mākou e hilinaʻi i ka ʻike a me ka ʻike hana hana i aʻo ʻia i ka hoʻomohala ʻana i ka pae papa a noʻonoʻo pehea e hoʻopili ai iā lākou i nā luʻi kūʻokoʻa e kū mai ana. ʻEkolu mau wahi e pono ai ko mākou nānā kūikawā. ʻO lākou: nā mea ili papa kaapuni, hoʻolālā RF / microwave a me nā laina hoʻouna RF.

Mea PCB

ʻO ka "PCB" ka mea maʻamau i nā laminates, i hana ʻia me ka fiber-reinforced epoxy (FR4), polyimide a i ʻole nā ​​mea Rogers a i ʻole nā ​​​​mea laminate ʻē aʻe. ʻO ka mea insulating ma waena o nā papa like ʻole i kapa ʻia he prepreg.

Pono nā mea hiki ke hoʻohana i ka hilinaʻi kiʻekiʻe, no laila ke kū nei nā mea hoʻolālā PCB me ke koho ʻana o ka hoʻohana ʻana i ka FR4 (ʻoi aku ka maikaʻi o ka hana ʻana i nā mea hana PCB) a i ʻole nā ​​​​mea ʻoi aku ka maikaʻi a ʻoi aku ka maikaʻi, e lilo kēia i pilikia.

Inā makemake nā noi PCB hiki ke hoʻohana i nā mea kiʻekiʻe, kiʻekiʻe-frequency, ʻaʻole paha ʻo FR4 ke koho maikaʻi loa. ʻO ka dielectric mau (Dk) o FR4 he 4.5, ʻo ka dielectric mau o ka mea ʻoi aku ka holomua Rogers 4003 moʻo mea he 3.55, a ʻo ka dielectric mau o ke kaikunāne moʻo Rogers 4350 he 3.66.

"ʻO ka dielectric mau o kahi laminate e pili ana i ka ratio o ka capacitance a i ʻole ka ikehu ma waena o nā mea hoʻokele kokoke i ka laminate i ka capacitance a i ʻole ka ikehu ma waena o nā mea hoʻokele i loko o ka hakahaka. Ma nā alapine kiʻekiʻe, ʻoi aku ka maikaʻi o ka loaʻa ʻana o kahi poho liʻiliʻi. No laila, ʻoi aku ka maikaʻi o Roger 4350 me kahi mau dielectric o 3.66 no nā noi alapine kiʻekiʻe ma mua o FR4 me kahi mau dielectric o 4.5.

Ma lalo o nā kūlana maʻamau, ʻo ka helu o nā papa PCB no nā mea hiki ke hoʻohana ʻia mai ka 4 a hiki i ka 8 papa. ʻO ke kumumanaʻo o ke kūkulu ʻana i ka papa ʻo ia inā he 8-layer PCB, pono ia e hāʻawi i ka nui o ka lepo a me nā papa mana a me ka sandwich i ka papa uea. Ma kēia ala, hiki ke mālama ʻia ka hopena ripple ma crosstalk i ka liʻiliʻi a hiki ke hoʻemi nui ʻia ka hoʻopili electromagnetic (EMI).

Ma ke kahua hoʻolālā hoʻolālā papa kaapuni, ʻo ka hoʻolālā hoʻonohonoho maʻamau e kau i kahi papa honua nui kokoke i ka papa hāʻawi mana. Hiki i kēia ke hana i kahi hopena ripple haʻahaʻa loa, a hiki ke hoʻemi ʻia ka walaʻau ʻōnaehana a kokoke i ʻole. He mea koʻikoʻi kēia no ka subsystem frequency radio.

Hoʻohālikelike ʻia me nā mea Rogers, ʻoi aku ka nui o ka dissipation factor (Df), ʻoi aku ka nui o ka FR4. No nā laminates FR4 hana kiʻekiʻe, ʻoi aku ka nui o ka Df ma kahi o 0.002, ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka FR4 maʻamau. Eia nō naʻe, ʻo 0.001 a i ʻole ka liʻiliʻi o ka waihona ʻo Rogers. Ke hoʻohana ʻia nā mea FR4 no nā noi alapine kiʻekiʻe, e loaʻa kahi ʻokoʻa nui i ka nalowale hoʻokomo. Ua wehewehe ʻia ka nalowale o ka hoʻokomo ʻana e like me ka nalowale o ka mana o ka hōʻailona mai ke kiko A a i ka helu B ke hoʻohana ʻia ʻo FR4, Rogers a i ʻole nā ​​​​mea ʻē aʻe.

hana pilikia

Pono ka PCB hiki ke hoʻohana i ka mana impedance ikaika. He mea koʻikoʻi kēia no nā mea hiki ke hoʻohana. Hiki i ka hoʻohālikelike impedance ke hana i ka hoʻouna hōʻailona maʻemaʻe. Ma mua, ʻo ka hoʻomanawanui maʻamau no ka lawe ʻana i nā hōʻailona he ± 10%. ʻAʻole maikaʻi kēia hōʻailona no nā kaapuni kiʻekiʻe a me ka wikiwiki o kēia lā. ʻO ka koi o kēia manawa ʻo ± 7%, a i kekahi mau manawa ʻo ± 5% a i ʻole. ʻO kēia ʻāpana a me nā mea hoʻololi ʻē aʻe e pili nui i ka hana ʻana o kēia mau PCB hiki ke hoʻohana me ka mana impedance koʻikoʻi, a laila e kaupalena ʻia ka helu o nā ʻoihana hiki ke hana iā lākou.

ʻO ka hoʻomanawanui mau o ka dielectric o ka laminate i hana ʻia i nā mea Rogers UHF e mālama mau ʻia ma ± 2%, a hiki i kekahi mau huahana ke hiki i ± 1%. ʻO ka hoʻohālikelike, ʻo ka hoʻomanawanui mau dielectric o ka FR4 laminate he kiʻekiʻe e like me 10%. No laila, e hoʻohālikelike i kēia mau mea ʻelua hiki ke ʻike ʻia he haʻahaʻa loa ka poho o ka hoʻokomo ʻana o Rogers. Hoʻohālikelike ʻia me nā mea FR4 kuʻuna, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka nalowale o ka hoʻouna ʻana a me ka hoʻokomo ʻana o ka waihona Rogers.

I ka hapanui o nā hihia, ʻo ke kumukūʻai ka mea nui loa. Eia nō naʻe, hiki iā Rogers ke hāʻawi i ka hana laminate kiʻekiʻe haʻahaʻa haʻahaʻa ma kahi kumu kūʻai. No nā noi pāʻoihana, hiki ke hana ʻia ʻo Rogers i PCB hybrid me ka epoxy-based FR4, kekahi mau papa e hoʻohana ana i nā mea Rogers, a hoʻohana nā papa ʻē aʻe i ka FR4.

Ke koho ʻana i kahi hoʻopaʻa Rogers, ʻo ka pinepine ka manaʻo nui. Ke ʻoi aku ka nui o ke alapine ma mua o 500MHz, koho nā mea hoʻolālā PCB i nā mea Rogers, ʻoi aku hoʻi no nā kaapuni RF / microwave, no ka mea hiki i kēia mau mea ke hāʻawi i ka hana kiʻekiʻe i ka wā e hoʻomalu pono ʻia ai nā ʻāpana o luna e ka impedance.

Ke hoʻohālikelike ʻia me nā mea FR4, hiki i nā mea Rogers ke hāʻawi i ka poho dielectric haʻahaʻa, a paʻa kona mau dielectric i kahi ākea ākea. Eia kekahi, hiki i nā mea Rogers ke hāʻawi i ka hana haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa e pono ai e ka hana kiʻekiʻe.

ʻO ka coefficient o ka hoʻonui wela (CTE) o nā mea moʻo Rogers 4000 i loaʻa ka paʻa o ka dimensional maikaʻi loa. ʻO ia ke ʻano o ka hoʻohālikelike ʻia me FR4, i ka wā e hele ai ka PCB i ke anuanu, wela a wela loa i ka hoʻihoʻi ʻana i nā pōʻai, hiki ke mālama ʻia ka hoʻonui wela a me ka hoʻopaʻa ʻana o ka papa kaapuni ma kahi palena paʻa ma lalo o ke alapine kiʻekiʻe a me ke kiʻekiʻe o ka wela.

I ka hihia o ka hoʻopaʻa ʻia ʻana, maʻalahi ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana kaʻina hana maʻamau e hoʻohui pū iā Rogers a me FR4 kiʻekiʻe, no laila ua maʻalahi ka loaʻa ʻana o ka huahana kiʻekiʻe. ʻAʻole koi ka Rogers stack i kahi kūikawā ma o ka hoʻomākaukau ʻana.

ʻAʻole hiki i ka FR4 maʻamau ke hoʻokō i ka hana uila hilinaʻi loa, akā loaʻa i nā mea FR4 kiʻekiʻe nā hiʻohiʻona hilinaʻi maikaʻi, e like me ke kiʻekiʻe o Tg, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ke kumu kūʻai, a hiki ke hoʻohana ʻia i kahi ākea o nā noi, mai ka hoʻolālā leo maʻalahi a i nā noi microwave Complex .

Nā manaʻo hoʻolālā RF/Microwave

ʻO ka ʻenehana paʻa a me ka Bluetooth ua hoʻāla i ke ala no nā noi RF/microwave i nā mea hiki ke hoʻohana. Ke piʻi aʻe nei ka laulā alapine o kēia lā. I kekahi mau makahiki i hala aku nei, ua wehewehe ʻia ke alapine kiʻekiʻe loa (VHF) ʻo 2GHz~3GHz. Akā i kēia manawa hiki iā mākou ke ʻike i nā noi ultra-high frequency (UHF) mai 10GHz a 25GHz.

No laila, no ka PCB hiki ke hoʻohana, pono ka ʻāpana RF i ka nānā nui ʻana i nā pilikia wiring, a pono e hoʻokaʻawale ʻia nā hōʻailona, ​​​​a e mālama ʻia nā ʻāpana e hoʻopuka i nā hōʻailona kiʻekiʻe mai ka honua. ʻO nā manaʻo ʻē aʻe e pili ana: ka hāʻawi ʻana i kahi kānana bypass, nā capacitors decoupling kūpono, ka hoʻokumu ʻana, a me ka hoʻolālā ʻana i ka laina hoʻouna a me ka laina hoʻihoʻi e aneane like.

Hiki i ke kānana Bypass ke hoʻopau i ka hopena ripple o ka walaʻau a me ka crosstalk. Pono e hoʻokomo ʻia nā capacitors hoʻokaʻawale kokoke i nā pine o ka mīkini e lawe ana i nā hōʻailona mana.

Pono nā laina hoʻouna wikiwiki kiʻekiʻe a me nā kaapuni hōʻailona e kau ʻia kahi papa honua ma waena o nā hōʻailona papa mana e hoʻomaʻamaʻa i ka jitter i hana ʻia e nā leo leo. Ma nā wikiwiki hōʻailona kiʻekiʻe, hiki i nā mismatches impedance liʻiliʻi ke kumu i ka lawe ʻole ʻia a me ka loaʻa ʻana o nā hōʻailona, ​​​​e hopena i ka distortion. No laila, pono e uku ʻia ka manaʻo kūikawā i ka pilikia pili impedance e pili ana i ka hōʻailona lekiō, no ka mea he kiʻekiʻe ka wikiwiki o ka lekiō a me ka hoʻomanawanui kūikawā.

Pono nā laina hoʻouna RF i ka impedance hoʻomalu i mea e hoʻouna ai i nā hōʻailona RF mai kahi substrate IC kikoʻī i ka PCB. Hiki ke hoʻokō ʻia kēia mau laina hoʻouna ma ka papa waho, ka papa luna, a me ka papa lalo, a i ʻole hiki ke hoʻolālā ʻia ma ka papa waena.

ʻO nā ʻano hana i hoʻohana ʻia i ka hoʻolālā hoʻolālā PCB RF he laina microstrip, laina laina lana, coplanar waveguide a i ʻole grounding. Aia ka laina microstrip i ka lōʻihi paʻa o ka metala a i ʻole nā ​​ʻāpana a me ka mokulele honua holoʻokoʻa a i ʻole kekahi hapa o ka mokulele honua ma lalo pono. ʻO ka impedance hiʻohiʻona i ka hoʻolālā laina microstrip maʻamau mai 50Ω a i 75Ω.

ʻO ka laina e lana ana kekahi ala ʻē aʻe o ka hoʻopaʻa ʻana i ka leo. Aia kēia laina i nā uwea ākea paʻa ma ka ʻaoʻao o loko a me kahi mokulele honua nui ma luna a ma lalo o ke alakaʻi kikowaena. Hoʻopili ʻia ka mokulele honua ma waena o ka mokulele mana, no laila hiki iā ia ke hāʻawi i kahi hopena hoʻopono kūpono loa. ʻO kēia ke ala i makemake ʻia no ka hoʻohana ʻana i ka wili hōʻailona PCB RF.

Hiki i ke alakaʻi nalu Coplanar ke hāʻawi i kahi kaʻawale maikaʻi aʻe ma kahi o ke kaʻapuni RF a me ke kaʻapuni e pono e hoʻokokoke kokoke. Aia i loko o kēia mea kikowaena kahi alakaʻi kikowaena a me nā mokulele honua ma kēlā me kēia ʻaoʻao a ma lalo paha. ʻO ke ala maikaʻi loa e hoʻouna i nā hōʻailona alapine o ka lekiō, ʻo ia ke kāpae i nā laina laina a i ʻole nā ​​alakaʻi nalu coplanar. Hiki i kēia mau ala ʻelua ke hāʻawi i kahi kaʻawale maikaʻi ma waena o ka hōʻailona a me RF traces.

Manaʻo ʻia e hoʻohana i ka mea i kapa ʻia ʻo "via fence" ma nā ʻaoʻao ʻelua o ke alakaʻi nalu coplanar. Hiki i kēia ʻano hana ke hāʻawi i kahi lālani ground vias ma kēlā me kēia mokulele honua metala o ka mea hoʻokele waena. ʻO ka ʻaoʻao nui e holo ana ma waena he mau pā ma kēlā me kēia ʻaoʻao, no laila e hāʻawi i kahi ala pōkole no ka hoʻihoʻi ʻana i ke au i ka honua ma lalo. Hiki i kēia ala ke hoʻemi i ka pae walaʻau e pili ana i ka hopena ripple kiʻekiʻe o ka hōʻailona RF. ʻO ka mea mau o ka dielectric o 4.5 ka mea like me ka mea FR4 o ka prepreg, aʻo ka dielectric mau o ka prepreg-mai microstrip, stripline a offset stripline-ma kahi o 3.8 a 3.9.

Ma kekahi mau mea hana e hoʻohana ana i ka mokulele honua, hiki ke hoʻohana ʻia nā vias makapō e hoʻomaikaʻi i ka hana decoupling o ka mana capacitor a hāʻawi i kahi ala shunt mai ka hāmeʻa a i ka honua. Hiki i ke ala shunt i ka honua ke hoʻopōkole i ka lōʻihi o ke ala. Hiki i kēia ke hoʻokō i ʻelua mau kumu: ʻaʻole ʻoe e hana wale i kahi shunt a i ʻole ka lepo, akā e hōʻemi hoʻi i ka mamao o ka hoʻouna ʻana o nā hāmeʻa me nā wahi liʻiliʻi, ʻo ia kahi kumu hoʻolālā RF koʻikoʻi.