කුඩා ප්රමාණය සහ ප්රමාණය හේතුවෙන්, වර්ධනය වන පැළඳිය හැකි IoT වෙළඳපල සඳහා දැනට පවතින මුද්‍රිත පරිපථ පුවරු ප්‍රමිතීන් නොමැති තරම්ය. මෙම ප්‍රමිතීන් පිටතට පැමිණීමට පෙර, අපට අධ්‍යක්ෂ මණ්ඩල මට්ටමේ සංවර්ධනයේදී ඉගෙන ගත් දැනුම සහ නිෂ්පාදන අත්දැකීම් මත විශ්වාසය තැබීමට සිදු වූ අතර ඒවා අද්විතීය නැගී එන අභියෝග සඳහා යොදා ගන්නේ කෙසේද යන්න ගැන සිතා බැලිය යුතුය. අපගේ විශේෂ අවධානය යොමු කළ යුතු අංශ තුනක් තිබේ. ඒවා නම්: පරිපථ පුවරු මතුපිට ද්රව්ය, RF/මයික්‍රෝවේව් නිර්මාණය සහ RF සම්ප්රේෂණ මාර්ග.
PCB ද්රව්ය
"PCB" සාමාන්යයෙන් ලැමිෙන්ට් වලින් සමන්විත වන අතර ඒවා තන්තු-ප්‍රබල ඉෙපොක්සි (FR4), පොලිමයිඩ් හෝ රොජර්ස් ද්රව්ය හෝ වෙනත් ලැමිෙන්ට් ද්රව්ය වලින් සාදා ඇත. විවිධ ස්ථර අතර පරිවාරක ද්රව්ය prepreg ලෙස හැඳින්වේ.
පැළඳිය හැකි උපාංග සඳහා ඉහළ විශ්වසනීයත්වයක් අවශ්ය වේ, එබැවින් PCB නිර්මාණකරුවන් FR4 (වඩාත් ලාභදායී PCB නිෂ්පාදන ද්රව්ය) හෝ වඩා දියුණු හා මිල අධික ද්රව්ය භාවිතා කිරීමට මුහුණ දෙන විට, මෙය ගැටළුවක් වනු ඇත.
පැළඳිය හැකි PCB යෙදුම් සඳහා අධිවේගී, අධි-සංඛ්යාත ද්රව්ය අවශ්ය නම්, FR4 හොඳම තේරීම නොවිය හැක. FR4 හි පාර විද්යුත් නියතය (Dk) 4.5 වේ, වඩාත් දියුණු Rogers 4003 ශ්‍රේණියේ ද්‍රව්‍යයේ පාර විද්යුත් නියතය 3.55 වන අතර Rogers 4350 සහෝදර ශ්‍රේණියේ පාර විද්යුත් නියතය 3.66 වේ.
“ලැමිනේට් එකක පාර විද්යුත් නියතය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ලැමිෙන්ට් අසල සන්නායක යුගලයක් අතර ධාරණාව හෝ ශක්තියේ ධාරණාව හෝ රික්තයේ ඇති සන්නායක යුගලය අතර ඇති ශක්තියේ අනුපාතයයි. ඉහළ සංඛ්යාතවලදී, කුඩා පාඩුවක් ඇති කිරීම වඩාත් සුදුසුය. එබැවින් 4.5 පාර විද්යුත් නියතයක් සහිත FR4 ට වඩා වැඩි සංඛ්යාත යෙදීම් සඳහා 3.66 පාර විද්යුත් නියතයක් සහිත Roger 4350 වඩාත් සුදුසු වේ.
සාමාන්‍ය තත්වයන් යටතේ, පැළඳිය හැකි උපාංග සඳහා PCB ස්ථර ගණන 4 සිට 8 දක්වා පරාසයක පවතී. ස්ථර ඉදිකිරීමේ මූලධර්මය වන්නේ එය 8-ස්ථර PCB නම්, එය ප්රමාණවත් බිම් සහ බල ස්ථර ලබා දීමට සහ රැහැන් ස්ථරය සැන්ඩ්විච් කිරීමට හැකි විය යුතුය. මේ ආකාරයෙන්, crosstalk හි රැලි ආචරණය අවම මට්ටමක තබා ගත හැකි අතර විද්යුත් චුම්භක මැදිහත්වීම් (EMI) සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකිය.
පරිපථ පුවරු පිරිසැලසුම සැලසුම් කිරීමේ අදියරේදී, පිරිසැලසුම් සැලැස්ම සාමාන්යයෙන් බල බෙදාහැරීමේ ස්ථරයට ආසන්නව විශාල බිම් ස්ථරයක් තැබීමයි. මෙය ඉතා අඩු තරංග ආචරණයක් ඇති කළ හැකි අතර, පද්ධතියේ ශබ්දය ද පාහේ ශුන්‍යයට අඩු කළ හැකිය. රේඩියෝ සංඛ්යාත උප පද්ධතිය සඳහා මෙය විශේෂයෙන් වැදගත් වේ.
රොජර්ස් ද්රව්ය සමඟ සසඳන විට, FR4 හි ඉහළ විසර්ජන සාධකයක් (Df) ඇත, විශේෂයෙන් ඉහළ සංඛ්‍යාතයකදී. ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත FR4 ලැමිෙන්ට් සඳහා, Df අගය 0.002 පමණ වේ, එය සාමාන්‍ය FR4ට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලකි. කෙසේ වෙතත්, රොජර්ස්ගේ තොගය 0.001 හෝ ඊට අඩු ය. ඉහළ සංඛ්යාත යෙදුම් සඳහා FR4 ද්රව්ය භාවිතා කරන විට, ඇතුළත් කිරීමේ පාඩුවේ සැලකිය යුතු වෙනසක් ඇත. FR4, Rogers හෝ වෙනත් ද්රව්ය භාවිතා කරන විට A ලක්ෂ්‍යයේ සිට B ලක්ෂ්‍යය දක්වා සංඥාවෙහි බලය නැතිවීම ඇතුළත් කිරීමේ පාඩුව ලෙස අර්ථ දැක්වේ.
ගැටලු ඇති කරනවා
පැළඳිය හැකි PCB සඳහා දැඩි සම්බාධන පාලනයක් අවශ්ය වේ. මෙය පැළඳිය හැකි උපාංග සඳහා වැදගත් සාධකයකි. සම්බාධනය ගැලපීම පිරිසිදු සංඥා සම්ප්රේෂණය නිපදවිය හැක. මීට පෙර, සංඥා රැගෙන යන හෝඩුවාවන් සඳහා සම්මත ඉවසීම ± 10% විය. වර්තමාන අධි-සංඛ්යාත සහ අධිවේගී පරිපථ සඳහා මෙම දර්ශකය පැහැදිලිවම ප්රමාණවත් නොවේ. වත්මන් අවශ්‍යතාවය ± 7% වන අතර සමහර අවස්ථාවල දී ± 5% හෝ ඊට අඩු වේ. මෙම පරාමිතිය සහ අනෙකුත් විචල්‍යයන් විශේෂයෙන් දැඩි සම්බාධන පාලනයක් සහිත මෙම පැළඳිය හැකි PCB නිෂ්පාදනයට බරපතල ලෙස බලපානු ඇති අතර එමඟින් ඒවා නිෂ්පාදනය කළ හැකි ව්‍යාපාර සංඛ්‍යාව සීමා කෙරේ.
රොජර්ස් යූඑච්එෆ් ද්රව්ය වලින් සාදන ලද ලැමිෙන්ට් වල පාර විද්යුත් නියත ඉවසීම සාමාන්යයෙන් ± 2% ලෙස පවත්වා ගෙන යන අතර සමහර නිෂ්පාදන ± 1% දක්වා ළඟා විය හැකිය. ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, FR4 ලැමිෙන්ට් හි පාර විද්යුත් නියත ඉවසීම 10% තරම් ඉහළ අගයක් ගනී. එමනිසා, මෙම ද්රව්ය දෙක සංසන්දනය කරන්න රොජර්ස්ගේ ඇතුල් කිරීමේ පාඩුව විශේෂයෙන් අඩු බව සොයා ගත හැක. සාම්ප්‍රදායික FR4 ද්රව්ය හා සසඳන විට, රොජර්ස් තොගයේ සම්ප්රේෂණ අලාභය සහ ඇතුල් කිරීමේ පාඩුව අඩකින් අඩුය.
බොහෝ අවස්ථාවලදී, පිරිවැය වඩාත්ම වැදගත් වේ. කෙසේ වෙතත්, Rogers හට පිළිගත හැකි මිලකට සාපේක්ෂව අඩු පාඩු ඉහළ සංඛ්යාත ලැමිෙන්ට් කාර්ය සාධනයක් ලබා දිය හැකිය. වාණිජ යෙදුම් සඳහා, Rogers epoxy-පාදක FR4 සමඟ දෙමුහුන් PCB බවට පත් කළ හැක, සමහර ස්ථර Rogers ද්රව්ය භාවිතා කරන අතර අනෙකුත් ස්ථර FR4 භාවිතා කරයි.
රොජර්ස් තොගයක් තෝරාගැනීමේදී, සංඛ්යාතය මූලික වශයෙන් සලකා බලනු ලැබේ. සංඛ්යාතය 500MHz ඉක්මවන විට, PCB නිර්මාණකරුවන් රොජර්ස් ද්රව්ය තෝරා ගැනීමට නැඹුරු වෙති, විශේෂයෙන් RF/මයික්‍රෝවේව් පරිපථ සඳහා, මෙම ද්රව්ය ඉහළ ලුහුබැඳීම් සම්බාධනය මගින් දැඩි ලෙස පාලනය වන විට ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සැපයිය හැකි බැවිනි.
FR4 ද්රව්ය හා සසඳන විට රොජර්ස් ද්‍රව්‍යයට අඩු පාර විද්යුත් අලාභයක් සැපයිය හැකි අතර එහි පාර විද්යුත් නියතය පුළුල් සංඛ්යාත පරාසයක ස්ථායී වේ. මීට අමතරව, Rogers ද්රව්ය ඉහළ සංඛ්යාත ක්‍රියාකාරිත්වයට අවශ්ය කදිම අඩු ඇතුළු කිරීමේ පාඩු කාර්ය සාධනය සැපයිය හැකිය.
Rogers 4000 ශ්‍රේණියේ ද්‍රව්‍යවල තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය (CTE) විශිෂ්ට මාන ස්ථායීතාවයක් ඇත. මෙයින් අදහස් කරන්නේ FR4 සමඟ සසඳන විට, PCB සීතල, උණුසුම් සහ ඉතා උණුසුම් reflow පෑස්සුම් චක්‍රවලට භාජනය වන විට, වැඩි සංඛ්යාත සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව චක්‍ර යටතේ පරිපථ පුවරුවේ තාප ප්‍රසාරණය සහ හැකිලීම ස්ථායී සීමාවක පවත්වා ගත හැකි බවයි.
මිශ්‍ර ගොඩගැසීමේදී, රොජර්ස් සහ ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත FR4 එකට මිශ්‍ර කිරීම සඳහා පොදු නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලි තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම පහසු වේ, එබැවින් ඉහළ නිෂ්පාදන අස්වැන්නක් ලබා ගැනීම සාපේක්ෂව පහසුය. රොජර්ස් තොගයට සූදානම් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය හරහා විශේෂයක් අවශ්ය නොවේ.
සාමාන්‍ය FR4 වලට ඉතා විශ්වාසදායක විද්යුත් කාර්ය සාධනයක් ලබා ගත නොහැක, නමුත් ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත FR4 ද්‍රව්‍යවලට ඉහළ Tg, තවමත් සාපේක්ෂව අඩු පිරිවැය වැනි හොඳ විශ්වසනීය ලක්ෂණ ඇති අතර සරල ශ්‍රව්‍ය නිර්මාණයේ සිට සංකීර්ණ මයික්‍රෝවේව් යෙදුම් දක්වා පුළුල් පරාසයක යෙදුම් සඳහා භාවිතා කළ හැකිය. .
RF/Microwave සැලසුම් සලකා බැලීම්
අතේ ගෙන යා හැකි තාක්ෂණය සහ බ්ලූටූත් පැළඳිය හැකි උපාංගවල RF/මයික්‍රෝවේව් යෙදුම් සඳහා මග පෑදී ඇත. අද සංඛ්යාත පරාසය වඩ වඩාත් ගතික වෙමින් පවතී. වසර කිහිපයකට පෙර, ඉතා ඉහළ සංඛ්යාතය (VHF) 2GHz~3GHz ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත. නමුත් දැන් අපට 10GHz සිට 25GHz දක්වා වූ අතිශය ඉහළ සංඛ්යාත (UHF) යෙදුම් දැකිය හැක.
එබැවින්, පැළඳිය හැකි PCB සඳහා, RF කොටස රැහැන් ගැටළු සඳහා වැඩි අවධානයක් අවශ්ය වන අතර, සංඥා වෙන වෙනම වෙන් කළ යුතු අතර, අධි-සංඛ්යාත සංඥා ජනනය කරන අංශු බිමෙන් ඈත් කළ යුතුය. වෙනත් සලකා බැලීම්වලට ඇතුළත් වන්නේ: බයිපාස් ෆිල්ටරයක් සැපයීම, ප්රමාණවත් විසංයෝජන ධාරිත්‍රක, භූගත කිරීම සහ සම්ප්රේෂණ මාර්ගය සහ ආපසු එන රේඛාව බොහෝ දුරට සමාන වන පරිදි සැලසුම් කිරීම.
බයිපාස් ෆිල්ටරයට ශබ්ද අන්තර්ගතයේ සහ හරස් ටෝක් වල රැලි ආචරණය යටපත් කළ හැක. විසංයෝජන ධාරිත්‍රක බලය සංඥා රැගෙන යන උපාංග කටුවලට සමීපව තැබිය යුතුය.
අධිවේගී සම්ප්රේෂණ මාර්ග සහ සංඥා පරිපථ ශබ්ද සංඥා මගින් ජනනය වන ජ්වලිතය සුමට කිරීම සඳහා බල ස්ථර සංඥා අතර බිම් ස්ථරයක් තැබීම අවශ්ය වේ. වැඩි සංඥා වේගයකදී, කුඩා සම්බාධනය නොගැලපීම අසමතුලිත සම්ප්රේෂණය සහ සංඥා පිළිගැනීමට හේතු වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විකෘති වේ. එබැවින් රේඩියෝ සංඛ්යාත සංඥාවට අදාළ සම්බාධනය ගැලපීම පිළිබඳ ගැටලුව කෙරෙහි විශේෂ අවධානයක් යොමු කළ යුතුය, මන්ද රේඩියෝ සංඛ්යාත සංඥාවේ ඉහළ වේගයක් සහ විශේෂ ඉවසීමක් ඇති බැවිනි.
නිශ්චිත IC උපස්ථරයකින් PCB වෙත RF සංඥා සම්ප්රේෂණය කිරීම සඳහා RF සම්ප්රේෂණ මාර්ගවලට පාලිත සම්බාධනය අවශ්ය වේ. මෙම සම්ප්රේෂණ මාර්ග බාහිර ස්ථරය, ඉහළ ස්ථරය සහ පහළ ස්ථරය මත ක්රියාත්මක කළ හැකිය, නැතහොත් මැද ස්ථරයේ නිර්මාණය කළ හැකිය.
PCB RF සැලසුම් පිරිසැලසුමේදී භාවිතා කරන ක්‍රම වන්නේ microstrip line, floating strip line, coplanar waveguide හෝ grounding වේ. මයික්‍රොස්ට්‍රිප් රේඛාව සමන්විත වන්නේ ස්ථාවර දිගකින් යුත් ලෝහ හෝ හෝඩුවාවන් සහ සම්පූර්ණ භූමි තලය හෝ ඊට සෘජුවම පහළින් ඇති බිම් තලයේ කොටසකි. සාමාන්‍ය ක්ෂුද්‍ර තීරු රේඛා ව්‍යුහයේ ලාක්ෂණික සම්බාධනය 50Ω සිට 75Ω දක්වා පරාසයක පවතී.
පාවෙන ස්ට්‍රිප්ලයින් යනු වයරින් කිරීමේ සහ ශබ්දය මර්දනය කිරීමේ තවත් ක්‍රමයකි. මෙම රේඛාව අභ්‍යන්තර ස්ථරයේ ස්ථාවර පළල රැහැන් වලින් සමන්විත වන අතර මධ්‍ය සන්නායකයට ඉහළින් සහ පහළින් විශාල බිම් තලයකින් සමන්විත වේ. භූමි තලය බලශක්ති තලය අතර සැන්ඩ්විච් කර ඇත, එබැවින් එය ඉතා ඵලදායී භූගත බලපෑමක් ලබා දිය හැකිය. පැළඳිය හැකි PCB RF සංඥා රැහැන් සඳහා වඩාත් කැමති ක්‍රමය මෙයයි.
Coplanar තරංග මාර්ගෝපදේශය RF පරිපථය සහ සමීපව ගමන් කළ යුතු පරිපථය අසල වඩා හොඳ හුදකලාවක් සැපයිය හැකිය. මෙම මාධ්‍යය මධ්‍යම සන්නායකයකින් සහ දෙපස හෝ පහළින් ඇති භූ තල වලින් සමන්විත වේ. රේඩියෝ සංඛ්යාත සංඥා සම්ප්රේෂණය කිරීමේ හොඳම ක්‍රමය වන්නේ තීරු රේඛා හෝ කොප්ලැනර් තරංග මාර්ගෝපදේශ අත්හිටුවීමයි. මෙම ක්‍රම දෙක මගින් සංඥා සහ RF ට්‍රේස් අතර වඩා හොඳ හුදකලාවක් සැපයිය හැක.
coplanar තරංග මාර්ගෝපදේශය දෙපස ඊනියා "වැට හරහා" භාවිතා කිරීම රෙකමදාරු කරනු ලැබේ. මෙම ක්‍රමය මඟින් මධ්‍ය සන්නායකයේ එක් එක් ලෝහ බිම් තලය මත බිම් මාර්ග පේළියක් සැපයිය හැකිය. මධ්‍යයේ දිවෙන ප්‍රධාන හෝඩුවාවෙහි සෑම පැත්තකින්ම වැටවල් ඇති අතර එමඟින් පහළින් බිමට ආපසු ධාරාව සඳහා කෙටි මගක් සපයයි. මෙම ක්‍රමය මඟින් RF සංඥාවේ ඉහළ තරංග ආචරණය හා සම්බන්ධ ශබ්ද මට්ටම අඩු කළ හැක. 4.5 හි පාර විද්යුත් නියතය prepreg හි FR4 ද්රව්ය මෙන් ම පවතින අතර, prepreg හි පාර විද්යුත් නියතය - microstrip, stripline හෝ offset stripline සිට - 3.8 සිට 3.9 පමණ වේ.
බිම් තලයක් භාවිතා කරන සමහර උපාංගවල, බල ධාරිත්‍රකයේ විසංයෝජන ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීමට සහ උපාංගයේ සිට බිමට මාරුවීමේ මාර්ගයක් සැපයීම සඳහා අන්ධ හරහා භාවිතා කළ හැකිය. බිමට shunt මාර්ගය හරහා දිග කෙටි කළ හැක. මෙය අරමුණු දෙකක් සාක්ෂාත් කර ගත හැකිය: ඔබ shunt හෝ බිම් නිර්මාණය කිරීම පමණක් නොව, වැදගත් RF සැලසුම් සාධකයක් වන කුඩා ප්රදේශ සහිත උපාංගවල සම්ප්රේෂණ දුර ප්රමාණය අඩු කරයි.