ننڍي سائيز ۽ سائيز جي ڪري، اتي لڳ ڀڳ موجود نه آهن پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جا معيار وڌندڙ لباس جي قابل IoT مارڪيٽ لاءِ. انهن معيارن جي سامهون اچڻ کان اڳ، اسان کي بورڊ-سطح جي ترقي ۾ سکيل علم ۽ پيداوار جي تجربي تي ڀروسو ڪرڻو پوندو ۽ سوچڻو پوندو ته انهن کي ڪيئن لاڳو ڪجي منفرد اڀرندڙ چئلينجن تي. اتي ٽي علائقا آھن جن کي اسان جي خاص ڌيان جي ضرورت آھي. اهي آهن: سرڪٽ بورڊ جي مٿاڇري جو مواد، آر ايف / مائڪرو ويڪرو ڊيزائن ۽ آر ايف ٽرانسميشن لائينون.

پي سي بي مواد

”پي سي بي“ عام طور تي ليمينيٽ تي مشتمل هوندو آهي، جيڪو فائبر ريئنفورسڊ ايپوڪس (FR4)، پوليمائيڊ يا راجرز مواد يا ٻين ليمينيٽ مواد مان ٺهيل هوندو آهي. مختلف تہن جي وچ ۾ موصليت واري مواد کي پريپريگ سڏيو ويندو آهي.

wearable ڊوائيسز کي اعلي اعتبار جي ضرورت هوندي آهي، تنهنڪري جڏهن PCB ڊيزائنرز کي FR4 (سڀ کان وڌيڪ قيمتي پي سي بي جي پيداوار واري مواد) يا وڌيڪ ترقي يافته ۽ وڌيڪ قيمتي مواد استعمال ڪرڻ جي چونڊ سان منهن ڏيڻو پوندو، اهو هڪ مسئلو بڻجي ويندو.

جيڪڏهن wearable PCB ايپليڪيشنن کي تيز رفتار، تيز فريکوئنسي مواد جي ضرورت آهي، FR4 شايد بهترين انتخاب نه هجي. FR4 جو ڊايلڪٽرڪ ڪانسٽنٽ (Dk) 4.5 آهي، وڌيڪ جديد Rogers 4003 سيريز جي مادي جو ڊايلڪٽرڪ ڪانسٽنٽ 3.55 آهي، ۽ ڀاءُ سيريز Rogers 4350 جو dielectric constant 3.66 آهي.

”ليمينيٽ جي ڊائليڪٽرڪ ڪانسٽنٽ کي ليمينيٽ جي ويجهو ڪنڊڪٽرن جي هڪ جوڙي جي وچ ۾ ڪيپيسيٽينس يا توانائي جي تناسب ڏانهن اشارو ڪري ٿو ته ڪيپيسيٽينس يا توانائي جي وچ ۾ ويڪيوم ۾ ڪنڊڪٽرن جي جوڙي جي وچ ۾. اعلي تعدد تي، اهو بهترين آهي ته هڪ ننڍڙو نقصان آهي. تنهن ڪري، راجر 4350 3.66 جي ڊائليڪٽرڪ مستقل سان FR4 جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ فريڪوئنسي ايپليڪيشنن لاءِ وڌيڪ موزون آهي 4.5 جي ڊائليڪٽرڪ مستقل سان.

عام حالتن ۾، wearable ڊوائيسز لاء PCB تہن جو تعداد 4 کان 8 تہن تائين آھي. پرت جي تعمير جو اصول اهو آهي ته جيڪڏهن اهو هڪ 8-پرت پي سي بي آهي، اهو ڪافي گرائونڊ ۽ پاور پرت مهيا ڪرڻ جي قابل هوندو ۽ وائرنگ پرت کي سينڊوچ ڪرڻ گهرجي. هن طريقي سان، ڪراسٽالڪ ۾ ريپل اثر گهٽ ۾ گهٽ رکي سگهجي ٿو ۽ برقياتي مقناطيسي مداخلت (EMI) کي خاص طور تي گهٽائي سگهجي ٿو.

سرڪٽ بورڊ لي آئوٽ ڊيزائن اسٽيج ۾، لي آئوٽ پلان عام طور تي پاور ورهائڻ واري پرت جي ويجهو وڏي زميني پرت کي رکڻ لاءِ هوندو آهي. اهو هڪ تمام گهٽ ريپل اثر ٺاهي سگهي ٿو، ۽ سسٽم شور پڻ تقريبا صفر تائين گھٽائي سگهجي ٿو. اهو خاص طور تي ريڊيو فریکوئنسي سبسسٽم لاء اهم آهي.

Rogers مواد جي مقابلي ۾، FR4 وٽ هڪ اعلي ڊسڪشن فيڪٽر (Df) آهي، خاص طور تي اعلي تعدد تي. اعلي ڪارڪردگي FR4 لاميٽ لاء، ڊي ايف جي قيمت 0.002 بابت آهي، جيڪا عام FR4 کان بهتر آهي. بهرحال، راجرز جو اسٽيڪ صرف 0.001 يا گهٽ آهي. جڏهن FR4 مواد اعلي تعدد ايپليڪيشنن لاء استعمال ڪيو ويندو آهي، اتي داخل ٿيڻ جي نقصان ۾ هڪ اهم فرق هوندو. داخل ٿيڻ جي نقصان جي وضاحت ڪئي وئي آهي پوائنٽ A کان پوائنٽ B تائين سگنل جي طاقت جي نقصان جڏهن FR4، راجرز يا ٻيو مواد استعمال ڪندي.

مسئلا پيدا ڪرڻ

wearable پي سي بي سخت impedance ڪنٽرول جي ضرورت آهي. هي wearable ڊوائيسز لاء هڪ اهم عنصر آهي. رڪاوٽ جي ميلاپ کي صاف ڪندڙ سگنل ٽرانسميشن پيدا ڪري سگھي ٿو. ان کان اڳ، سگنل کڻڻ جي نشانين لاء معياري رواداري ± 10٪ هئي. اهو اشارو واضح طور تي اڄ جي تيز تعدد ۽ تيز رفتار سرڪٽ لاء ڪافي نه آهي. موجوده گهرج آهي ± 7٪، ۽ ڪجهه حالتن ۾ اڃا به ± 5٪ يا گهٽ. هي پيٽروليم ۽ ٻيا متغير خاص طور تي سخت رڪاوٽ جي ڪنٽرول سان انهن wearable PCBs جي تعمير تي سنجيده اثر انداز ڪندا، ان ڪري انهن ڪاروبار جو تعداد محدود ڪري ٿو جيڪي انهن کي ٺاهي سگهن ٿا.

Rogers UHF مواد مان ٺهيل ليمينيٽ جي ڊائيليٽرڪ مسلسل رواداري عام طور تي ± 2٪ تي برقرار رکي ٿي، ۽ ڪجهه پراڊڪٽس به ±1٪ تائين پهچي سگهن ٿيون. ان جي ابتڙ، FR4 laminate جي dielectric مسلسل رواداري 10٪ جي طور تي اعلي آهي. تنهن ڪري، انهن ٻن مواد جي مقابلي ۾ ڳولي سگهجي ٿو ته راجرز جي داخلا نقصان خاص طور تي گهٽ آهي. روايتي FR4 مواد جي مقابلي ۾، ٽرانسميشن نقصان ۽ راجرز اسٽيڪ جي اندراج نقصان اڌ گهٽ آهن.

اڪثر ڪيسن ۾، قيمت سڀ کان اهم آهي. جڏهن ته، راجرز هڪ قابل قبول قيمت واري نقطي تي نسبتا گهٽ نقصان جي اعلي تعدد لاميٽ ڪارڪردگي مهيا ڪري سگھن ٿا. تجارتي ايپليڪيشنن لاءِ، راجرز کي epoxy-based FR4 سان گڏ هائبرڊ PCB ۾ ٺاهي سگھجن ٿا، جن جا ڪجھ پرت راجرز مواد استعمال ڪن ٿا، ۽ ٻيون تہون FR4 استعمال ڪن ٿيون.

جڏهن هڪ راجرز اسٽيڪ چونڊيو، تعدد بنيادي غور آهي. جڏهن تعدد 500MHz کان وڌي وڃي ٿي، پي سي بي ڊيزائنرز خاص طور تي آر ايف / مائڪرو ويڪرو سرڪٽس لاءِ روجرز مواد چونڊيندا آهن، ڇاڪاڻ ته اهي مواد اعليٰ ڪارڪردگي مهيا ڪري سگھن ٿا جڏهن مٿين نشانين کي سختي سان رڪاوٽ جي ذريعي ڪنٽرول ڪيو وڃي ٿو.

FR4 مواد جي مقابلي ۾، راجرز مواد پڻ گھٽ ڊيليڪٽرڪ نقصان مهيا ڪري سگھن ٿا، ۽ ان جي ڊائيليڪٽرڪ مسلسل وسيع فريڪئنسي رينج ۾ مستحڪم آھي. اضافي طور تي، راجرز مواد مهيا ڪري سگھن ٿا مثالي گهٽ اندراج نقصان ڪارڪردگي اعلي تعدد آپريشن جي گهربل.

Rogers 4000 سيريز جي مواد جي حرارتي توسيع (CTE) جي کوٽائي ۾ شاندار جہتي استحڪام آهي. ان جو مطلب اهو آهي ته FR4 جي مقابلي ۾، جڏهن پي سي بي ٿڌو، گرم ۽ تمام گرم ريفلو سولڊرنگ سائيڪلن مان گذري ٿو، سرڪٽ بورڊ جي حرارتي توسيع ۽ ٺهڪندڙ اعلي تعدد ۽ اعلي درجه حرارت جي چڪر جي تحت هڪ مستحڪم حد تي برقرار رکي سگهجي ٿو.

مخلوط اسٽيڪنگ جي صورت ۾، راجرز ۽ اعلي ڪارڪردگي FR4 کي گڏ ڪرڻ لاء عام پيداوار جي پروسيسنگ ٽيڪنالاجي کي استعمال ڪرڻ آسان آهي، تنهنڪري اهو اعلي پيداوار جي پيداوار حاصل ڪرڻ نسبتا آسان آهي. راجرز اسٽيڪ تيار ڪرڻ جي عمل ذريعي خاص ضرورت ناهي.

عام FR4 تمام قابل اعتماد برقي ڪارڪردگي حاصل نه ٿو ڪري سگھي، پر اعلي ڪارڪردگي FR4 مواد ۾ سٺي قابل اعتماد خاصيتون هونديون آهن، جهڙوڪ اعلي Tg، اڃا نسبتا گھٽ قيمت، ۽ ايپليڪيشنن جي وسيع رينج ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو، سادي آڊيو ڊيزائن کان ڪمپليڪس مائڪرو ويڪرو ايپليڪيشنن تائين. .

آر ايف / مائڪرو ويڪرو ڊيزائن تي غور

پورٽيبل ٽيڪنالاجي ۽ بلوٽوٿ وير ايبل ڊوائيسز ۾ RF/مائڪرو ويو ايپليڪيشنن لاءِ رستو هموار ڪيو آهي. اڄ جي تعدد جي حد وڌيڪ ۽ وڌيڪ متحرڪ ٿي رهي آهي. ڪجھ سال اڳ، تمام اعلي تعدد (VHF) 2GHz ~ 3GHz طور بيان ڪيو ويو. پر ھاڻي اسان ڏسي سگھون ٿا الٽرا هاءِ فریکوئنسي (UHF) ايپليڪيشنون 10GHz کان 25GHz تائين.

تنهن ڪري، wearable PCB لاء، آر ايف حصو وائرنگ جي مسئلن تي وڌيڪ ڌيان ڏيڻ جي ضرورت آهي، ۽ سگنلن کي الڳ الڳ ٿيڻ گهرجي، ۽ نشان جيڪي تيز فريڪئنسي سگنل پيدا ڪن ٿا انهن کي زمين کان پري رکيو وڃي. ٻين غورن ۾ شامل آهن: هڪ بائي پاس فلٽر مهيا ڪرڻ، مناسب ڊيڪپلنگ ڪيپيسٽرز، گرائونڊنگ، ۽ ٽرانسميشن لائن کي ڊزائين ڪرڻ ۽ واپسي واري لائين لڳ ڀڳ برابر هجڻ.

بائي پاس فلٽر شور جي مواد ۽ crosstalk جي ريپل اثر کي دٻائي سگھي ٿو. Decoupling capacitors کي پاور سگنل کڻڻ واري ڊوائيس پنن جي ويجهو رکڻو پوندو.

تيز رفتار ٽرانسميشن لائينون ۽ سگنل سرڪٽ کي پاور پرت جي سگنلن جي وچ ۾ رکيل گرائونڊ ليئر جي ضرورت هوندي آهي ته جيئن شور سگنلن ذريعي پيدا ٿيندڙ جٽر کي هموار ڪيو وڃي. تيز سگنل جي رفتار تي، ننڍڙن رڪاوٽن جي ميلاپ سبب غير متوازن ٽرانسميشن ۽ سگنل جي استقبال جو سبب بڻجندو، جنهن جي نتيجي ۾ تحريف ٿيندي. تنهن ڪري، ريڊيو فريڪئنسي سگنل سان لاڳاپيل رڪاوٽ جي ملاپ جي مسئلي تي خاص ڌيان ڏيڻ گهرجي، ڇاڪاڻ ته ريڊيو فریکوئنسي سگنل هڪ تيز رفتار ۽ هڪ خاص رواداري آهي.

آر ايف ٽرانسميشن لائينز کي ڪنٽرول ٿيل رڪاوٽ جي ضرورت هوندي آهي آر ايف سگنلن کي هڪ مخصوص IC سبسٽٽ کان PCB ڏانهن منتقل ڪرڻ لاء. اهي ٽرانسميشن لائينون ٻاهرئين پرت، مٿين پرت، ۽ هيٺئين پرت تي لاڳو ٿي سگهن ٿيون، يا وچين پرت ۾ ٺهيل ٿي سگهن ٿيون.

PCB آر ايف ڊيزائن جي ترتيب دوران استعمال ٿيل طريقا مائڪرو اسٽريپ لائن، سچل پٽي لائن، ڪوپلانر ويگ گائيڊ يا گرائونڊنگ آهن. مائيڪرو اسٽريپ لڪير تي مشتمل هوندي آهي هڪ مقرر ڊگھائي ڌاتو يا نشانن جي ۽ پوري زميني جهاز يا زميني جهاز جو حصو سڌو ان جي هيٺان. عام مائڪرو اسٽريپ لائن جي جوڙجڪ ۾ خصوصيت جي رڪاوٽ 50Ω کان 75Ω تائين آهي.

سچل پٽي لائن وائرنگ ۽ شور جي دٻاء جو هڪ ٻيو طريقو آهي. هي لڪير اندرئين پرت تي مقرر چوٽيءَ واري وائرنگ تي مشتمل آهي ۽ مرڪزي ڪنڊڪٽر جي مٿان ۽ هيٺان هڪ وڏو زميني جهاز آهي. زميني جهاز پاور جهاز جي وچ ۾ سينڊوچ ٿيل آهي، تنهنڪري اهو هڪ تمام مؤثر گرائونڊ اثر مهيا ڪري سگهي ٿو. هي wearable PCB RF سگنل وائرنگ لاء ترجيح طريقو آهي.

Coplanar waveguide آر ايف سرڪٽ جي ويجهو بهتر اڪيلائي فراهم ڪري سگهي ٿي ۽ سرڪٽ جنهن کي ويجهو وڃڻ جي ضرورت آهي. هي ميڊيم هڪ مرڪزي ڪنڊڪٽر ۽ زميني جهازن تي مشتمل هوندو آهي ٻنهي پاسي يا هيٺ. ريڊيو فریکوئنسي سگنلن کي منتقل ڪرڻ جو بهترين طريقو پٽي لائنن يا ڪوپلانر موج گائيڊز کي معطل ڪرڻ آهي. اهي ٻه طريقا سگنل ۽ آر ايف جي نشانين جي وچ ۾ بهتر اڪيلائي مهيا ڪري سگھن ٿا.

اهو coplanar waveguide جي ٻنهي پاسن تي نام نهاد "باهه ذريعي" استعمال ڪرڻ جي صلاح ڏني آهي. اهو طريقو سينٽر ڪنڊڪٽر جي هر ڌاتو گرائونڊ جهاز تي گرائونڊ وياس جي قطار مهيا ڪري سگهي ٿو. وچ ۾ ھلندڙ مکيه نشان جي ھر پاسي تي باڙ لڳل آھي، اھڙيءَ طرح ھيٺئين زمين ڏانھن واپسيءَ لاءِ شارٽ ڪٽ مهيا ڪري ٿي. اهو طريقو آر ايف سگنل جي اعلي ريپل اثر سان لاڳاپيل شور جي سطح کي گھٽائي سگھي ٿو. 4.5 جو ڊائليڪٽرڪ ڪانسٽنٽ پريپريگ جي FR4 مواد وانگر ئي رهي ٿو، جڏهن ته پريپريگ جو ڊايلٽرڪ ڪانسٽنٽ- مائڪرو اسٽريپ، اسٽريپ لائن يا آفسٽ اسٽريپ لائن کان- اٽڪل 3.8 کان 3.9 آهي.

ڪجھ ڊوائيسن ۾ جيڪي زميني جهاز کي استعمال ڪن ٿا، انڌا وياس استعمال ٿي سگھن ٿا پاور ڪيپيسيٽر جي ڊيڪپلنگ ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ ۽ ڊوائيس کان زمين تائين شنٽ رستو مهيا ڪرڻ لاء. زمين ڏانهن ڇڪڻ وارو رستو رستي جي ڊيگهه کي ننڍو ڪري سگهي ٿو. اهو ٻه مقصد حاصل ڪري سگهي ٿو: توهان نه صرف هڪ شنٽ يا گرائونڊ ٺاهي سگهو ٿا، پر ننڍن علائقن سان ڊوائيسز جي ٽرانسميشن جي فاصلي کي پڻ گھٽائي ٿو، جيڪو هڪ اهم آر ايف ڊيزائن عنصر آهي.