Akòz ti gwosè a ak gwosè, prèske pa gen okenn estanda tablo sikwi enprime ki egziste deja pou mache IoT portable k ap grandi. Anvan estanda sa yo te soti, nou te oblije konte sou konesans ak eksperyans fabrikasyon yo te aprann nan devlopman nan nivo konsèy la epi reflechi sou fason pou nou aplike yo nan defi inik kap parèt. Gen twa zòn ki mande atansyon espesyal nou an. Yo se: materyèl sifas tablo sikwi, konsepsyon RF / mikwo ond ak liy transmisyon RF.

PCB materyèl

"PCB" jeneralman konsiste de laminates, ki ka fèt ak fib-ranfòse epoksidik (FR4), materyèl polyimid oswa Rogers oswa lòt materyèl laminated. Materyèl izolasyon ant diferan kouch yo rele yon prepreg.

aparèy portable mande pou gwo fyab, kidonk lè konsèpteur PCB yo fè fas ak chwa pou yo sèvi ak FR4 (materyèl fabrikasyon PCB ki pi pri-efikas) oswa materyèl ki pi avanse ak pi chè, sa a pral vin yon pwoblèm.

Si aplikasyon PCB portable mande pou gwo vitès, materyèl frekans segondè, FR4 ka pa pi bon chwa. Konstan dyelèktrik (Dk) FR4 se 4.5, konstan dyelèktrik nan materyèl seri Rogers 4003 ki pi avanse se 3.55, ak konstan dyelèktrik nan seri frè Rogers 4350 la se 3.66.

"Konstan dyelèktrik nan yon Plastifye refere a rapò a nan kapasite a oswa enèji ant yon pè kondiktè tou pre Plastifye a ak kapasite a oswa enèji ant pè a nan kondiktè nan vakyòm. Nan frekans segondè, li pi bon pou gen yon ti pèt. Se poutèt sa, Roger 4350 ak yon konstan dyelèktrik nan 3.66 pi apwopriye pou aplikasyon pou pi wo frekans pase FR4 ak yon konstan dyelèktrik nan 4.5.

Nan sikonstans nòmal, kantite kouch PCB pou aparèy portable varye ant 4 a 8 kouch. Prensip la nan konstriksyon kouch se ke si li se yon PCB 8-kouch, li ta dwe kapab bay ase tè ak kouch pouvwa ak sandwich kouch fil elektrik la. Nan fason sa a, efè a rid nan crosstalk ka kenbe nan yon minimòm ak entèferans elektwomayetik (EMI) ka siyifikativman redwi.

Nan etap konsepsyon Layout sikwi a, plan Layout la se jeneralman mete yon kouch tè gwo tou pre kouch distribisyon pouvwa a. Sa a ka fòme yon efè rid ki ba anpil, epi bri sistèm lan kapab tou redwi a prèske zewo. Sa a se espesyalman enpòtan pou subsistèm frekans radyo a.

Konpare ak materyèl Rogers, FR4 gen yon pi wo faktè dissipation (Df), espesyalman nan frekans segondè. Pou pi wo pèfòmans FR4 laminates, valè Df se sou 0.002, ki se yon lòd de grandè pi bon pase òdinè FR4. Sepandan, pil Rogers 'se sèlman 0.001 oswa mwens. Lè yo itilize materyèl FR4 pou aplikasyon pou segondè frekans, pral gen yon diferans enpòtan nan pèt ensèsyon. Pèt ensèsyon defini kòm pèt pouvwa siyal la soti nan pwen A rive nan pwen B lè w ap itilize FR4, Rogers oswa lòt materyèl.

kreye pwoblèm

PCB portable mande pou kontwòl enpedans pi strik. Sa a se yon faktè enpòtan pou aparèy portable. Asòti enpedans ka pwodwi transmisyon siyal pi pwòp. Byen bonè, tolerans estanda pou siyal pote tras te ± 10%. Endikatè sa a evidamman pa bon ase pou gwo frekans ak gwo vitès sikui jodi a. Kondisyon aktyèl la se ± 7%, ak nan kèk ka menm ± 5% oswa mwens. Paramèt sa a ak lòt varyab pral seryezman afekte fabrike PCB sa yo ak kontwòl enpedans patikilyèman strik, kidonk limite kantite biznis ki ka fabrike yo.

Se tolerans konstan dyelèktrik nan Plastifye a ki fèt ak materyèl Rogers UHF jeneralman konsève nan ± 2%, ak kèk pwodwi ka menm rive nan ± 1%. Kontrèman, tolerans konstan dyelèktrik nan plastifye FR4 la se yon wo 10%. Se poutèt sa, konpare de materyèl sa yo ka jwenn ke pèt ensèsyon Rogers 'se patikilyèman ba. Konpare ak materyèl tradisyonèl FR4, pèt transmisyon ak pèt ensèsyon pil Rogers la mwatye pi ba.

Nan pifò ka, pri a se pi enpòtan an. Sepandan, Rogers ka bay pèfòmans plastifye relativman ba-pèt segondè-frekans nan yon pwen pri akseptab. Pou aplikasyon komèsyal yo, Rogers ka fèt nan yon PCB ibrid ak FR4 ki baze sou epoksidik, kèk kouch ki sèvi ak materyèl Rogers, ak lòt kouch itilize FR4.

Lè w ap chwazi yon pil Rogers, frekans se konsiderasyon prensipal la. Lè frekans lan depase 500MHz, konsèpteur PCB yo gen tandans chwazi materyèl Rogers, espesyalman pou sikui RF / mikwo ond, paske materyèl sa yo ka bay pi wo pèfòmans lè tras anwo yo entèdi kontwole pa enpedans.

Konpare ak materyèl FR4, materyèl Rogers kapab tou bay pi ba pèt dyelèktrik, ak konstan dyelèktrik li yo ki estab nan yon ranje frekans lajè. Anplis de sa, materyèl Rogers ka bay pèfòmans pèt ensèsyon ki ba ideyal ki nesesè nan operasyon frekans segondè.

Koefisyan ekspansyon tèmik (CTE) materyèl seri Rogers 4000 gen estabilite dimansyon ekselan. Sa vle di ke konpare ak FR4, lè PCB a sibi sik reflow soude frèt, cho ak trè cho, ekspansyon tèmik ak kontraksyon tablo sikwi a ka kenbe nan yon limit ki estab anba pi wo frekans ak pi wo sik tanperati.

Nan ka melanje anpile, li fasil pou itilize teknoloji pwosesis manifakti komen pou melanje Rogers ak pèfòmans-wo FR4 ansanm, kidonk li se relativman fasil reyalize pwodiksyon segondè fabrikasyon. Pile Rogers la pa mande pou yon pwosesis espesyal atravè preparasyon.

FR4 komen pa ka reyalize pèfòmans elektrik trè serye, men materyèl ki wo-pèfòmans FR4 gen bon karakteristik fyab, tankou pi wo Tg, toujou relativman ba pri, epi yo ka itilize nan yon pakèt aplikasyon, soti nan konsepsyon odyo senp nan aplikasyon mikwo ond konplèks. .

Konsiderasyon konsepsyon RF/Microwave

Teknoloji pòtab ak Bluetooth te pave wout la pou aplikasyon RF / mikwo ond nan aparèy portable. Gamme frekans jodi a ap vin pi plis ak plis dinamik. Kèk ane de sa, frekans trè wo (VHF) te defini kòm 2GHz ~ 3GHz. Men koulye a, nou ka wè ultra-wo frekans (UHF) aplikasyon ki sòti nan 10GHz a 25GHz.

Se poutèt sa, pou PCB portable a, pati RF a mande plis atansyon sou pwoblèm fil elektrik yo, epi siyal yo ta dwe separe separeman, epi tras yo ki jenere siyal frekans segondè yo ta dwe kenbe lwen tè ​​a. Lòt konsiderasyon yo enkli: bay yon filtè kontoune, kondansateur dekoupaj adekwat, baz, ak konsepsyon liy transmisyon an ak liy retounen yo dwe prèske egal.

Bypass filtè ka siprime efè rid nan kontni bri ak diafonis. Kondansateur dekouplage bezwen mete pi pre broch aparèy yo pote siyal pouvwa.

Liy transmisyon gwo vitès ak sikui siyal mande pou yo mete yon kouch tè ant siyal kouch pouvwa yo pou lis jitter ki te pwodwi pa siyal bri yo. Nan pi gwo vitès siyal, ti dezakò enpedans pral lakòz transmisyon dezekilib ak resepsyon siyal yo, sa ki lakòz distòsyon. Se poutèt sa, yo dwe peye atansyon espesyal nan pwoblèm nan matche enpedans ki gen rapò ak siyal la frekans radyo, paske siyal la frekans radyo gen yon gwo vitès ak yon tolerans espesyal.

Liy transmisyon RF mande enpedans kontwole yo nan lòd yo transmèt siyal RF soti nan yon substra IC espesifik nan PCB la. Liy transmisyon sa yo ka aplike sou kouch ekstèn lan, kouch anwo a ak kouch anba a, oswa yo ka fèt nan kouch mitan an.

Metòd yo itilize pandan Layout konsepsyon PCB RF yo se liy mikwostrip, liy teren k ap flote, gid ond koplanè oswa baz. Liy microstrip la konsiste de yon longè fiks metal oswa tras ak tout plan tè a oswa yon pati nan plan tè a dirèkteman anba li. Enpedans karakteristik nan estrikti liy microstrip jeneral la varye ant 50Ω ak 75Ω.

Stripline k ap flote se yon lòt metòd fil elektrik ak suppression bri. Liy sa a konsiste de fil elektrik lajè fiks sou kouch enteryè a ak yon gwo avyon tè anwo ak anba kondiktè sant la. Se avyon an tè sandwich ant avyon pouvwa a, kidonk li ka bay yon efè tè trè efikas. Sa a se metòd la pi pito pou fil elektrik PCB RF siyal portable.

Coplanar waveguide ka bay pi bon izolasyon tou pre kous la RF ak kous la ki bezwen wout pi pre. Mwayen sa a konsiste de yon kondiktè santral ak avyon tè sou chak bò oswa anba. Pi bon fason pou transmèt siyal frekans radyo yo se sispann liy bann oswa gid ond koplanè. De metòd sa yo ka bay pi bon izolasyon ant siyal la ak tras RF.

Li rekòmande pou itilize sa yo rele "atravè kloti" sou tou de bò gid vag coplanar la. Metòd sa a ka bay yon ranje vias tè sou chak plan tè metal nan kondiktè sant la. Tras prensipal la kouri nan mitan an gen kloti sou chak bò, konsa bay yon chemen kout pou aktyèl la retounen nan tè ki anba a. Metòd sa a ka diminye nivo bri ki asosye ak gwo efè rid siyal RF la. Konstan dielectric nan 4.5 rete menm jan ak materyèl la FR4 nan prepreg la, pandan y ap konstan dielectric nan prepreg la - soti nan microstrip, stripline oswa konpanse stripline - se sou 3.8 a 3.9.

Nan kèk aparèy ki sèvi ak yon avyon tè, yo ka itilize via avèg pou amelyore pèfòmans dekouplage kondansateur pouvwa a epi bay yon chemen shunt soti nan aparèy la nan tè a. Chemen shunt nan tè a ka diminye longè via a. Sa a ka reyalize de rezon: ou pa sèlman kreye yon shunt oswa tè, men tou, redwi distans transmisyon aparèy ak ti zòn, ki se yon faktè enpòtan konsepsyon RF.