Փոքր չափի եւ չափի շնորհիվ գոյություն ունեցող տպագիր տպատված տախտակի ստանդարտներ կան աճող մաշկի iot շուկայի համար: Այս ստանդարտների դուրս գալուց առաջ մենք պետք է ապավինեինք գիտելիքի եւ արտադրության փորձի մասին, որը սովորել է խորհրդի մակարդակի զարգացման մեջ եւ մտածել, թե ինչպես դրանք կիրառել ի վերջո զարգացող մարտահրավերների: Գոյություն ունեն երեք ոլորտներ, որոնք մեր հատուկ ուշադրություն են պահանջում: Դրանք են, շրջանային տախտակի մակերեսային նյութեր, ՌԴ / միկրոալիքային ձեւավորում եւ ՌԴ փոխանցման գծեր:

PCB նյութ

«PCB» - ը, ընդհանուր առմամբ, բաղկացած է լամինատներից, որոնք կարող են պատրաստված մանրաթելային ամրացված էպոքսիկից (FR4), պոլիիմաց կամ ռողկեր նյութեր կամ այլ լամինատե նյութեր: Տարբեր շերտերի միջեւ մեկուսիչ նյութը կոչվում է Prepreg:

Հեշտ սարքերը պահանջում են բարձր հուսալիություն, այնպես որ, երբ PCB դիզայներները բախվում են FR4- ի (առավել ծախսարդյունավետ PCB արտադրական նյութի) կամ ավելի առաջադեմ եւ ավելի թանկ նյութերի ընտրության հետ, սա խնդիր կդառնա:

Եթե ​​հոգնած PCB դիմումները պահանջում են գերարագ, բարձր հաճախականությամբ նյութեր, FR4- ը կարող է լավագույն ընտրությունը չլինել: FR4- ի դիէլեկտրական կայուն (DK) 4,5 է, ավելի առաջադեմ Rogers 4003 սերիայի դիէլեկտրական կայունությունը 3,55 է, իսկ եղբայրների շարքի Rogers 4350- ի դիէլեկտրական կայունությունը, 3,66:

«Լամինատի դիէլեկտրական կայունությունը վերաբերում է վակուումի զույգ դիրիժորների մասի մասի մի զույգ դիրիժորների միջեւ հզորության կամ էներգիայի միջեւ:

Նորմալ պայմաններում հոգնած սարքերի համար PCB շերտերի քանակը տատանվում է 4-ից 8 շերտերից: Շերտերի կառուցման սկզբունքն այն է, որ եթե այն 8 շերտ PCB է, այն պետք է կարողանա ապահովել բավականաչափ հիմքերով եւ հոսանքի շերտեր եւ սենդվիչ էլեկտրալարերի շերտը: Այս եղանակով, Crosstalk- ում ծպտյալ ազդեցությունը կարող է պահպանվել նվազագույն եւ էլեկտրամագնիսական միջամտության (EMI) կարող է զգալիորեն կրճատվել:

Շրջանային տախտակի ձեւավորման դիզայնի փուլում դասավորության պլանը հիմնականում տեղադրվում է էլեկտրաէներգիայի բաշխման շերտի մոտակայքում գտնվող մեծ հողային շերտ: Սա կարող է ձեւավորել շատ ցածր ծավալի ազդեցություն, եւ համակարգի աղմուկը նույնպես կարող է կրճատվել գրեթե զրոյի: Սա հատկապես կարեւոր է ռադիոհաճախականության ենթահամակարգի համար:

Rogers նյութի համեմատությամբ FR4- ն ունի ավելի բարձր ցրման գործոն (DF), հատկապես բարձր հաճախականությամբ: Ավելի բարձր կատարման համար FR4 Laminates- ը, DF արժեքը կազմում է մոտ 0,002, ինչը մեծության կարգ է, քան սովորական FR4: Այնուամենայնիվ, Rogers's Stack- ը կազմում է ընդամենը 0,001 կամ պակաս: Երբ FR4 նյութը օգտագործվում է բարձր հաճախականության դիմումների համար, տեղադրման կորստի էական տարբերություն կլինի: Տեղադրման կորուստը սահմանվում է որպես ազդանշանի էներգիայի կորուստ, A կետից B կետը, երբ օգտագործվում է FR4, Rogers կամ այլ նյութեր:

ստեղծել խնդիրներ

Հեշտ PCB- ն պահանջում է ավելի խիստ դիմադրողական հսկողություն: Սա կարեւոր գործոն է հագնված սարքերի համար: Դիմահարդարման համընկնումը կարող է արտադրել ավելի մաքուր ազդանշանային փոխանցում: Ավելի վաղ, ազդանշանի համար տուժածների ստանդարտ հանդուրժողականությունն էր 10%: Այս ցուցանիշը ակնհայտորեն բավարար չէ այսօրվա բարձր հաճախականության եւ արագընթաց սխեմաների համար: Ներկայիս պահանջը 7% է, իսկ որոշ դեպքերում նույնիսկ 5% կամ ավելի քիչ: Այս պարամետրը եւ այլ փոփոխականները լրջորեն կանդրադառնան այս հոգնած PCB- ների արտադրության վրա, մասնավորապես խիստ դիմադրողական հսկողության միջոցով, դրանով իսկ սահմանափակելով այն բիզնեսի քանակը, որոնք կարող են դրանք արտադրել:

Rogers UHF նյութերից պատրաստված լամինատի դիէլեկտրական մշտական ​​հանդուրժողականությունը հիմնականում պահպանվում է 2% -ով, եւ որոշ ապրանքներ կարող են նույնիսկ հասնել 1% -ի: Ի հակադրություն, FR4 լամինատի դիէլեկտրական կայուն հանդուրժողականությունը նույնքան բարձր է, որքան 10% -ը: Հետեւաբար, համեմատեք այս երկու նյութերի մասին կարելի է գտնել, որ ռողկերսի տեղադրման կորուստը հատկապես ցածր է: Համեմատած ավանդական FR4 նյութերի հետ, Rogers Stack- ի փոխանցման կորուստը եւ տեղադրման կորուստը կեսից ցածր են:

Շատ դեպքերում արժեքը ամենակարեւորն է: Այնուամենայնիվ, Rogers- ը կարող է ապահովել համեմատաբար ցածր կորուստ բարձր հաճախականության լամինատային ներկայացում `ընդունելի գների կետում: Առեւտրային դիմումների համար ռոջերսը կարող է վերածվել հիբրիդային PCB- ի `Epoxy- ի վրա հիմնված FR4- ով, որոնց որոշ շերտեր օգտագործում են Rogers նյութը, իսկ այլ շերտեր օգտագործում են FR4:

Rogers Stack ընտրելիս հաճախականությունը առաջնային նկատառումն է: Երբ հաճախությունը գերազանցում է 500 ՄՀցը, PCB դիզայներները հակված են ընտրելու կոպիտ նյութեր, հատկապես RF / միկրոալիքային սխեմաների համար, քանի որ այս նյութերը կարող են խստորեն վերահսկվում են ավելի բարձր ներկայացում:

FR4 նյութի համեմատությամբ, Rogers նյութը կարող է նաեւ տրամադրել դիէլեկտրիկ ցածր կորուստ, եւ դրա դիէլեկտրական կայունությունը կայուն է լայն հաճախականության միջակայքում: Բացի այդ, Rogers նյութը կարող է ապահովել բարձր հաճախականության գործողության միջոցով պահանջվող ներդրման կորստի իդեալական ցածր մակարդակ:

Rogers 4000 շարքի նյութերի ջերմային ընդլայնման գործակիցը ունի գերազանց ծավալային կայունություն: Սա նշանակում է, որ համեմատած FR4- ի հետ, երբ PCB- ն անցնում է ցուրտ, տաք եւ շատ տաք արտանետվող զոդման ցիկլեր, շրջանային տախտակի ջերմային ընդլայնումը եւ կծկումը կարող են պահպանվել ավելի բարձր հաճախականության եւ ջերմաստիճանի ավելի բարձր ցիկլերի ներքո:

Խառը stacking- ի դեպքում հեշտ է օգտագործել արտադրական գործընթացների ընդհանուր տեխնոլոգիան `միասին խառնել ռոջերներն ու բարձր արդյունավետությունը FR4- ը, ուստի համեմատաբար հեշտ է հասնել բարձր արտադրության եկամտի: Rogers Stack- ը հատուկ չի պահանջում նախապատրաստման գործընթացում:

Ընդհանուր FR4- ը չի կարող հասնել շատ հուսալի էլեկտրական ներկայացման, բայց բարձրորակ FR4 նյութերը ունեն հուսալիության լավ բնութագրեր, ինչպիսիք են ավելի բարձր TG- ն, եւ կարող են օգտագործվել ծրագրերի լայն տեսականիով:

RF / միկրոալիքային վառարանների ձեւավորում

Դյուրակիր տեխնոլոգիան եւ Bluetooth- ը հորինել են RF / միկրոալիքային ծրագրերի ճանապարհը հագնված սարքերում: Այսօրվա հաճախականության միջակայքը դառնում է ավելի ու ավելի դինամիկ: Մի քանի տարի առաջ շատ բարձր հաճախականությունը (VHF) սահմանվեց որպես 2Ghz ~ 3ghz: Բայց հիմա մենք կարող ենք տեսնել ծայրահեղ բարձր հաճախականության (UHF) ծրագրեր, որոնք սկսվում են 10 ԳՀց-ից մինչեւ 25 ԳՀց:

Հետեւաբար, հագնված PCB- ի համար ՌԴ-ի մասը ավելի մեծ ուշադրություն է պահանջում էլեկտրագծերի խնդիրներին, եւ ազդանշանները պետք է առանձնանան առանձին, եւ բարձր հաճախականության ազդանշաններ առաջացնող հետքերը պետք է պահվեն գետնից: Այլ նկատառումներ ներառում են. Շրջանցիկ ֆիլտրի տրամադրում, համապատասխան քայքայվող կոնդենսատորներ, հիմնավորում եւ փոխանցման գծի եւ վերադարձի գծի ձեւավորում `գրեթե հավասար:

Շրջանցային ֆիլտրը կարող է ճնշել աղմուկի բովանդակության եւ խաչմերուկի ծայրահեղ ազդեցությունը: Կենսաթոշակային կապիտալները պետք է ավելի մոտենան էլեկտրական ազդանշաններ ունեցող սարքի քորոցներին:

Բարձր արագությամբ փոխանցման գծերը եւ ազդանշանային սխեմաները պահանջում են հողի շերտի ազդանշանների միջեւ տեղակայված հողային շերտի միջեւ `աղմուկի ազդանշանների կողմից առաջացած ջերը հարթելու համար: Ազդանշանի ավելի բարձր արագությամբ, փոքր դիմադրողականության անհամապատասխանությունները կհանգեցնեն անհավասարակշիռ փոխանցում եւ ազդանշանների ընդունում, հանգեցնելով աղավաղման: Հետեւաբար, հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել ռադիոհաճախականության ազդանշանի հետ կապված դիմելու խնդրին, քանի որ ռադիոհաճախականության ազդանշանը ունի մեծ արագություն եւ հատուկ հանդուրժողականություն:

ՌԴ փոխանցման գծերը պահանջում են վերահսկվող դիմադրություն, որպեսզի ռԴ ազդանշանները փոխանցեն հատուկ IC ենթաոլորտից PCB: Այս փոխանցման գծերը կարող են իրականացվել արտաքին շերտի, վերին շերտի եւ ներքեւի շերտի վրա կամ կարող են նախագծվել միջին շերտում:

PCB RF նախագծման դասավորության ընթացքում օգտագործվող մեթոդները մանրադիտակի գիծ են, լողացող ժապավենի գիծը, Coplanar Waveguide- ը կամ հիմնավորումը: Microstrip գիծը բաղկացած է մետաղի կամ հետքերի ֆիքսված երկարությունից, իսկ ամբողջ գետնին ինքնաթիռը կամ գետնին ինքնաթիռը ուղղակիորեն ներքեւում: Ընդհանուր Microstrip Line կառուցվածքի բնութագրական դիմադրությունը տատանվում է 50ω -ից մինչեւ 75ω:

Լողացող ստամոքսը էլեկտրագծերի եւ աղմուկի ճնշման մեկ այլ մեթոդ է: Այս տողը բաղկացած է ֆիքսված լայնության լարերով ներքին շերտի վրա եւ կենտրոնական դիրիժորի վերեւում եւ ներքեւում գտնվող մեծ հողային ինքնաթիռի վրա: Հողային ինքնաթիռը սենդվիչ է էլեկտրաէներգիայի միջեւ, ուստի այն կարող է ապահովել շատ արդյունավետ հիմնարար ազդեցություն: Սա նախընտրելի մեթոդ է COREF PCB RF ազդանշանային լարերի համար:

CoPlanar WaveGuide- ը կարող է ավելի լավ մեկուսացում տրամադրել ՌԴ շրջանային եւ այն շրջանին, որոնք պետք է ավելի մոտենան: Այս միջինը բաղկացած է կենտրոնական դիրիժորից եւ ցամաքային ինքնաթիռներից `երկու կողմերից կամ ստորեւ: Ռադիոհաճախականության ազդանշանները փոխանցելու լավագույն միջոցը ստրիպի գծերը կամ CoPlanar Waveguides- ը կասեցնելն է: Այս երկու մեթոդները կարող են ավելի լավ մեկուսացում տրամադրել ազդանշանի եւ ՌԴ հետքերի միջեւ:

Խորհուրդ է տրվում օգտագործել այսպես կոչված «ցանկապատը» CoPlanar Waveguide- ի երկու կողմերում: Այս մեթոդը կարող է տրամադրել տող ցամաքային VIAS կենտրոն կենտրոնի դիրիժորի յուրաքանչյուր մետաղական հողային ինքնաթիռում: Մեջտեղում աշխատող հիմնական հետքը ցանկապատեր ունի յուրաքանչյուր կողմում, դրանով իսկ ներկայիս հոսանքի հոսանքի դյուրանցում տրամադրելը: Այս մեթոդը կարող է նվազեցնել աղմուկի մակարդակը, որը կապված է RF ազդանշանի բարձր մակարդակի հետ: 4.5-ի դիէլեկտրական կայունությունը մնում է նույնը, ինչ նախադիտակի FR4 նյութը, իսկ Prepreg- ի Microstrip- ի, Striptline- ի կամ օֆսեթային ստամոքսի դիէլեկտրական կայունությունը կազմում է մոտ 3,8-ից 3.9:

Որոշ սարքերում, որոնք օգտագործում են ցամաքային ինքնաթիռ, կույր vias կարող են օգտագործվել էլեկտրաէներգիայի կոնդենսատորի վերաբաշխման կատարումը բարելավելու եւ սարքից գետնին ապահովելու համար: Գետնին ցնցող ճանապարհը կարող է կրճատել տարածության երկարությունը: Սա կարող է հասնել երկու նպատակների. Դուք ոչ միայն shunt կամ հիմք եք ստեղծում, այլեւ նվազեցնում է փոքր տարածքներով սարքերի փոխանցման հեռավորությունը, ինչը կարեւոր ՌԴ ձեւավորման կարեւոր գործոն է: