Na te iti o te rahi me te rahi, tata karekau he paerewa poari taiawhio mo te maakete IoT e tipu haere ana. I mua i te putanga mai o enei paerewa, me whakawhirinaki tatou ki te matauranga me te wheako whakangao i akohia i roto i te whanaketanga taumata-poari me te whakaaro me pehea te whakamahi ki nga wero ahurei ka puta ake. E toru nga wahanga e tika ana kia aro nui tatou. Ko enei: nga rauemi mata o te papa taiawhio, hoahoa RF/ngaruiti me nga raina tuku RF.
rauemi PCB
Ko te "PCB" te tikanga he laminate, he mea hanga mai i te epoxy whakakaha ake i te muka (FR4), polyimide, Rogers ranei, me etahi atu rauemi raima. Ko te mea whakamarumaru i waenga i nga paparanga rereke ka kiia he prepreg.
Ko nga taputapu kakahu e hiahia ana kia nui te pono, no reira ka anga nga kaihoahoa PCB ki te whiriwhiri ki te whakamahi i te FR4 (ko nga rawa hangahanga PCB tino utu nui atu) me nga taonga teitei ake me te utu nui ake, ka raru tenei.
Mena ka hiahiatia e nga tono PCB kaahua te tere-tere, nga taputapu auau-nui, ko te FR4 pea ehara i te mea pai rawa atu. Ko te u tonu (Dk) o te FR4 ko te 4.5, ko te u tonu o nga rauemi raupapa Rogers 4003 matatau ake ko te 3.55, me te 3.66 te taurangi dielectric o te raupapa teina Rogers 4350.
“Ko te taikaha dielectric o te laminate e pa ana ki te ōwehenga o te puritanga, te kaha ranei i waenga i nga kaikawe takirua e tata ana ki te laminate ki te puritanga, te kaha ranei i waenga i nga kaikawe takirua i te korehau. I nga rerenga teitei, he pai ake te mate iti. No reira, ko Roger 4350 me te 3.66 te taunga dielectric he pai ake mo nga tono auau teitei ake i te FR4 me te 4.5 te taunga dielectric.
I raro i nga ahuatanga noa, ko te maha o nga papahanga PCB mo nga taputapu kakahu mai i te 4 ki te 8 nga papa. Ko te kaupapa o te hanga paparanga ko te mea he PCB 8-papanga, me kaha ki te whakarato i nga paparanga whenua me te mana me te hanawiti te paparanga waea. I tenei ara, ka taea te pupuri i te paanga ripple i roto i te whakawhiti korero ki te iti rawa, ka tino whakahekehia te pokanoa hiko (EMI).
I roto i te atamira hoahoa tahora poari ara iahiko, te mahere tahora te tikanga ki te tuu i te paparanga whenua nui tata ki te apa tohatoha mana. Ka taea e tenei te hanga i te paanga ripple tino iti, ka taea hoki te whakaiti i te haruru o te punaha ki te tata kore. He mea tino nui tenei mo te punaha reo irirangi.
Ka whakatauritea ki nga rauemi a Rogers, he teitei ake te tauwehe tohanga (Df) a FR4, ina koa i te auau teitei. Mo nga raima FR4 mahi teitei ake, ko te uara Df kei te 0.002, he pai ake te raupapa o te rahi i te FR4 noa. Heoi, ko te 0.001 iti iho ranei te kohinga a Rogers. Ina whakamahia nga rauemi FR4 mo nga tono auau teitei, ka nui te rereketanga o te ngaronga whakauru. Ko te ngaronga whakaurunga kua tautuhia ko te ngaronga mana o te tohu mai i te waahi A ki te tohu B i te wa e whakamahi ana i te FR4, Rogers me etahi atu rauemi.
hanga raruraru
Ko te PCB wearable e hiahia ana kia kaha ake te whakahaere i te aukati. He take nui tenei mo nga taputapu kakahu. Ka taea e te whakataurite impedance te whakaputa i te tuku tohu pai ake. I mua ake nei, ko te ±10% te paanui paerewa mo nga tohu kawe tohu. Ko tenei tohu kaore i te pai mo nga iahiko tere me te tere tere. Ko te whakaritenga o naianei ko ±7%, i etahi wa tae noa ki te ±5% iti iho ranei. Ko tenei tawhā me etahi atu taurangi ka tino pa ki te hanga o enei PCB ka mau me te tino mana whakahaere impedance, na reira ka whakaiti i te maha o nga umanga ka taea te hanga.
Ko te manawanui o te dielectric o te raima i hangaia mai i nga rauemi Rogers UHF ka mau tonu ki te ± 2%, a ka tae atu etahi hua ki te ± 1%. Engari, ko te kaha o te dielectric tonu o te FR4 laminate he nui ki te 10%. Na reira, whakatairitehia enei rauemi e rua ka kitea he iti rawa te mate whakaurunga a Rogers. Ka whakatauritea ki nga taonga tuku iho FR4, he haurua te heke iho te ngaronga tuku me te ngaronga whakaurunga o te puranga Rogers.
I te nuinga o nga wa, ko te utu te mea nui. Heoi, ka taea e Rogers te whakarato i nga mahi laminate tere-mate iti i te waahi utu e manakohia ana. Mo nga tono arumoni, ka taea te hanga a Rogers hei PCB ranu me te FR4 epoxy-based, etahi paparanga e whakamahi ana i nga rauemi Rogers, me etahi atu paparanga e whakamahi ana i te FR4.
I te wa e whiriwhiri ana i te roopu Rogers, ko te auau te whakaaro tuatahi. Ka nui ake te auau ki te 500MHz, ka kowhiria e nga kaihoahoa PCB nga rauemi a Rogers, ina koa mo nga iahiko RF / ngaruiti, na te mea ka taea e enei rauemi te mahi teitei ake i te wa e tino whakahaerehia ana nga tohu o runga e te impedance.
Ka whakatauritea ki nga rauemi FR4, ka taea hoki e nga rauemi a Rogers te whakaheke i te mate dielectric iti, me te pumau tonu o tana tuunga dielectric i roto i te whānuitanga whanui. I tua atu, ka taea e nga rauemi a Rogers te whakarato i nga mahi ngaro whakauru iti e hiahiatia ana e te mahi auau teitei.
Ko te whakarea o te roha waiariki (CTE) o nga rauemi raupapa Rogers 4000 he tino pai te ahua. Ko te tikanga tenei ka whakatauritea ki te FR4, i te wa e pa ana te PCB ki te makariri, ki te wera me te wera rawa atu o nga huringa whakapiringa reflow, ka taea te pupuri i te roha waiariki me te whakahekenga o te poari ara iahiko ki te rohe pumau i raro i nga huringa teitei ake me nga huringa pāmahana teitei.
I roto i te take o te whakauru whakauru, he ngawari ki te whakamahi i nga hangarau hangahanga noa ki te whakakotahi i a Rogers me te FR4 mahi nui, na reira he ngawari ki te whakatutuki i nga hua whakangao nui. Kaore e hiahiatia e te roopu Rogers tetahi mahi motuhake ma te whakarite.
Kaore e taea e te FR4 noa te whakatutuki i nga mahi hiko tino pono, engari he pai nga ahuatanga pono o nga rauemi FR4 mahi teitei, penei i te Tg teitei ake, he iti tonu te utu, ka taea te whakamahi i roto i te whānuitanga o nga tono, mai i te hoahoa ororongo ngawari ki nga tono ngaruiti matatini. .
Nga whakaaro hoahoa RF/Microwave
Ko te hangarau kawe me te Nihokikorangi kua para te huarahi mo nga tono RF/ngaruiti i roto i nga taputapu mau. Kei te kaha haere te awhe auau o enei ra. I etahi tau kua pahure ake nei, i tautuhia te auau tino tiketike (VHF) hei 2GHz~3GHz. Engari inaianei ka kite tatou i nga tono ultra-high frequency (UHF) mai i te 10GHz ki te 25GHz.
Na reira, mo te PCB mau, ko te waahanga RF e hiahia ana kia nui ake te aro ki nga take waea, me wehe wehe nga tohu, me nga tohu e whakaputa ana i nga tohu tere-nui kia mawehe atu i te whenua. Ko etahi atu whakaaro ko: te whakarato i te tātari maataki, te pai o nga kaitakawaenga wehe, te whakatuu whenua, me te hoahoa i te raina tuku me te raina whakahoki kia tata rite.
Ka taea e te tātari karoti te pehi i te awe o te haruru me te korero whakawhiti. Me noho tata ki nga titi taputapu e mau ana nga tohu hiko.
Ko nga raina tuku tere-tere me nga waahi tohu e hiahia ana kia tuu he paparanga whenua ki waenga i nga tohu paparanga hiko hei whakaene i te jitter i hangaia e nga tohu haruru. I nga tere tohu teitei ake, ka kore e taurite te tauritenga o te impedance iti te tuku me te tango i nga tohu, ka puta he kotiti. Na reira, me aro nui ki te raruraru taurite impedance e pa ana ki te tohu auau reo irirangi, na te mea he tere te tere o te reo irirangi me te manawanui motuhake.
Ko nga raina tuku RF e hiahia ana ki te whakahaere i te aukati kia taea ai te tuku tohu RF mai i tetahi taputapu IC motuhake ki te PCB. Ka taea te whakatinana i enei raina whakawhiti i runga i te paparanga o waho, te paparanga o runga, me te paparanga o raro, ka taea ranei te hoahoa ki te paparanga waenga.
Ko nga tikanga e whakamahia ana i roto i te whakatakotoranga hoahoa PCB RF ko te raina microstrip, te raina tira maanu, te arahi ngaru coplanar, te papa whenua ranei. Ko te raina microstrip he roa te roa o te whakarewa me nga tohu me te papa whenua katoa, tetahi waahanga ranei o te rererangi whenua kei raro tonu. Ko te impedance āhuatanga i roto i te hanganga raina microstrip whānui awhe i 50Ω ki 75Ω.
Ko te raina tira maangi tetahi atu tikanga mo te waea waea me te haruru. Kei roto i tenei raina he waea whanui-whanui i runga i te paparanga o roto me tetahi papa whenua nui i runga ake, i raro hoki i te kaikawe o te pokapū. Ko te waka rererangi kei waenganui i te waka rererangi hiko, na reira ka taea e ia te tino whai hua ki te papa whenua. Koinei te tikanga pai mo te waea waea tohu PCB RF.
Ka taea e te Kaitiaki Ngaru Coplanar te wehe pai ake i te taha o te ara iahiko RF me te ara iahiko e tika ana kia tata atu. Kei roto i tenei reo he kaikawe pokapū me nga rererangi papa i tetahi taha, i raro ranei. Ko te huarahi pai ki te tuku i nga tohu auau reo irirangi ko te aukati i nga raina tarai, nga kaiarahi ngaru coplanar ranei. Ko enei tikanga e rua ka pai ake te wehe i waenga i nga tohu me nga tohu RF.
E taunaki ana kia whakamahia te mea e kiia nei "ma te taiapa" ki nga taha e rua o te arataki ngaru coplanar. Ka taea e tenei tikanga te whakarato i te rarangi o nga vias whenua i runga i ia papa whakarewa whenua o te kaikawe pokapū. Ko te tohu matua e rere ana i waenganui he taiapa kei ia taha, na reira he pokatata mo te hokinga mai o te ia ki te whenua o raro. Ka taea e tenei tikanga te whakaheke i te taumata haruru e pa ana ki te paanga ripple teitei o te tohu RF. He rite tonu te 4.5 ki te rauemi FR4 o te prepreg, i te mea ko te maarua dielectric o te prepreg—mai i te microstrip, stripline, offset stripline ranei—he tata ki te 3.8 ki te 3.9.
I etahi taputapu e whakamahi ana i te rererangi whenua, ka taea te whakamahi i nga vias matapo hei whakapai ake i te mahi wetewete o te punga hiko me te whakarato i te ara nuku mai i te taputapu ki te whenua. Ka taea e te ara shunt ki te whenua te whakapoto i te roa o te via. Ka taea e tenei te whakatutuki i nga kaupapa e rua: kaore koe i te hanga i te shunt, i te whenua ranei, engari ka whakaitihia te tawhiti whakawhiti o nga taputapu me nga waahi iti, he mea nui te hoahoa RF.