Аз сабаби андоза ва андозаи хурд, барои бозори афзояндаи афзояндаи IoT стандартҳои тахтаҳои чопии чопӣ тақрибан вуҷуд надоранд. Пеш аз он ки ин стандартҳо пайдо шаванд, мо бояд ба дониш ва таҷрибаи истеҳсолие, ки дар таҳияи сатҳи шӯро омӯхтаем, такя кунем ва дар бораи он фикр кунем, ки чӣ гуна онҳоро ба мушкилоти беназири пайдошаванда татбиқ кунем. Се соҳае вуҷуд дорад, ки диққати махсуси моро талаб мекунанд. Инҳоянд: маводҳои рӯизаминии тахтаи ноҳиявӣ, тарҳрезии RF/микромавҷи ва хатҳои интиқоли РБ.
Маводи PCB
"PCB" одатан аз ламинатҳо иборат аст, ки мумкин аст аз эпоксии бо нах мустаҳкамшуда (FR4), полиимид ё маводи Роҷерс ё дигар маводи ламинатӣ сохта шаванд. Маводи изолятсионии байни қабатҳои гуногун препрег номида мешавад.
дастгоҳҳои пӯшида эътимоднокии баландро талаб мекунанд, аз ин рӯ, вақте ки тарроҳони PCB бо интихоби истифодаи FR4 (маводи аз ҳама камхарҷи истеҳсоли PCB) ё маводи пешрафта ва гаронтар дучор мешаванд, ин мушкилот мегардад.
Агар барномаҳои фарсудаи PCB маводҳои баландсуръат ва басомади баландро талаб кунанд, FR4 метавонад интихоби беҳтарин набошад. Муқовимати диэлектрикӣ (Dk)-и FR4 4,5, доимии диэлектрикии маводи пешрафтаи силсилаи Роҷерс 4003 3,55 ва доимии диэлектрикии силсилаи бародар Роҷерс 4350 3,66 аст.
"Муқовимати диэлектрикии ламинат ба таносуби иқтидор ё энергияи байни як ҷуфт ноқилҳои дар наздикии ламинат ба иқтидор ё энергияи байни ҷуфти ноқилҳо дар вакуум дахл дорад. Дар басомадҳои баланд, беҳтар аст, ки талафоти хурд дошта бошед. Аз ин рӯ, Roger 4350 бо доимии диэлектрикии 3,66 барои барномаҳои басомади баландтар аз FR4 бо доимии диэлектрики 4,5 мувофиқтар аст.
Дар шароити муқаррарӣ, шумораи қабатҳои PCB барои дастгоҳҳои пӯшида аз 4 то 8 қабатро ташкил медиҳад. Принсипи сохтани қабат аз он иборат аст, ки агар он PCB-и 8-қабата бошад, он бояд қодир бошад, ки қабатҳои кофии заминӣ ва барқро таъмин кунад ва қабати ноқилро сандвич кунад. Бо ин роҳ, таъсири мавҷи мавҷ дар байниҳамдигарӣ метавонад то ҳадди ақал нигоҳ дошта шавад ва дахолати электромагнитӣ (EMI) ба таври назаррас коҳиш дода шавад.
Дар марҳилаи тарҳрезии панели ноҳиявӣ, нақшаи тарҳбандӣ одатан ҷойгир кардани қабати калони заминӣ дар наздикии қабати тақсимоти барқ аст. Ин метавонад таъсири хеле пасти мавҷро ба вуҷуд орад ва садои системаро низ тақрибан ба сифр кам кардан мумкин аст. Ин махсусан барои зерсистемаи радиобасомад муҳим аст.
Дар муқоиса бо маводи Роҷерс, FR4 дорои омили диссипатсионӣ (Df), махсусан дар басомади баланд аст. Барои ламинатҳои баландсифати FR4, арзиши Df тақрибан 0,002 аст, ки ин нисбат ба FR4 оддӣ як дараҷа беҳтар аст. Аммо, стек Роҷерс танҳо 0,001 ё камтар аст. Вақте ки маводи FR4 барои барномаҳои басомади баланд истифода мешавад, дар талафоти воридкунӣ фарқияти назаррас хоҳад буд. Талафоти воридкунӣ ҳамчун талафоти қувваи сигнал аз нуқтаи А то нуқтаи B ҳангоми истифодаи FR4, Роҷерс ё дигар мавод муайян карда мешавад.
мушкилот эҷод кунанд
PCB-и пӯшидашаванда назорати сахттари импедансро талаб мекунад. Ин омили муҳим барои дастгоҳҳои пӯшида аст. Мутобиқати импеданс метавонад интиқоли сигналро тозатар кунад. Пештар, таҳаммулпазирии стандартӣ барои нишонаҳои интиқоли сигнал ±10% буд. Ин нишондод бешубҳа барои схемаҳои баландбасомад ва баландсуръати имрӯза кофӣ нест. Талаботи ҷорӣ ±7% ва дар баъзе мавридҳо ҳатто ±5% ё камтар аст. Ин параметр ва дигар тағирёбандаҳо ба истеҳсоли ин PCB-ҳои фарсуда бо назорати қатъии импеданс таъсири ҷиддӣ мерасонанд ва ба ин васила шумораи корхонаҳоеро, ки метавонанд онҳоро истеҳсол кунанд, маҳдуд мекунанд.
Таҳаммулпазирии доимии диэлектрикии ламинат аз маводи Rogers UHF одатан дар ±2% нигоҳ дошта мешавад ва баъзе маҳсулотҳо ҳатто метавонанд ба ±1% расонанд. Баръакси ин, таҳаммулпазирии доимии диэлектрикии ламинати FR4 то 10% баланд аст. Аз ин рӯ, ин ду маводро муқоиса кардан мумкин аст, ки талафоти воридкунии Роҷерс махсусан паст аст. Дар муқоиса бо маводи анъанавии FR4, талафоти интиқол ва талафоти воридкунии стек Роҷерс нисфи камтар аст.
Дар аксари мавридҳо, арзиш аз ҳама муҳим аст. Бо вуҷуди ин, Роҷерс метавонад иҷрои нисбатан ками талафоти ламинатҳои баландбасомадро бо нархи қобили қабул таъмин кунад. Барои барномаҳои тиҷоратӣ, Роҷерсро метавон ба як PCB гибридии бо FR4 дар асоси эпоксид табдил дод, ки баъзе қабатҳои онҳо маводи Роҷерсро истифода мебаранд ва қабатҳои дигар FR4-ро истифода мебаранд.
Ҳангоми интихоби стеки Роҷерс, басомад аҳамияти аввалиндараҷа аст. Вақте ки басомад аз 500 МГс зиёд мешавад, тарроҳони PCB майл доранд, ки маводи Роҷерсро интихоб кунанд, махсусан барои схемаҳои RF/микромавҷӣ, зеро ин маводҳо метавонанд иҷрои баландтарро таъмин кунанд, вақте ки пайраҳои болоӣ бо импеданс ба таври қатъӣ назорат карда мешаванд.
Дар муқоиса бо маводи FR4, маводи Роҷерс инчунин метавонад талафоти камтари диэлектрикиро таъмин кунад ва доимии диэлектрикии он дар доираи васеи басомад устувор аст. Илова бар ин, маводи Роҷерс метавонад иҷрои идеалии талафоти пасти воридкуниро, ки аз ҷониби амалиёти басомади баланд талаб карда мешавад, таъмин намояд.
Коэффисиенти васеъшавии гармии (CTE) маводи силсилаи Rogers 4000 устувории аълои андоза дорад. Ин маънои онро дорад, ки дар муқоиса бо FR4, вақте ки PCB аз давраҳои кафшери хунук, гарм ва хеле гарм мегузарад, тавсеаи гармӣ ва кашиши тахтаи ноҳиявӣ метавонад дар як ҳадди мӯътадил дар давраҳои басомади баландтар ва ҳарорати баланд нигоҳ дошта шавад.
Дар ҳолати stacking омехта, барои омехта кардани Rogers ва FR4-и баландсифат истифода бурдани технологияи умумии истеҳсолот осон аст, бинобар ин ба даст овардани ҳосили баланди истеҳсолӣ нисбатан осон аст. Стеки Роҷерс раванди омодасозии махсусро талаб намекунад.
FR4 маъмул наметавонад иҷрои хеле боэътимоди барқро ба даст орад, аммо маводи баландсифати FR4 дорои хусусиятҳои хуби эътимоднокӣ, ба монанди Tg баландтар, арзиши нисбатан паст аст ва мумкин аст дар доираи васеи барномаҳо, аз тарроҳии оддии аудио то барномаҳои печи печи мураккаб истифода шаванд. .
Мулоҳизаҳои тарҳрезии RF/Микроволновка
Технологияи сайёр ва Bluetooth роҳро барои барномаҳои RF/микромавҷ дар дастгоҳҳои фарсудашуда боз карданд. Диапазони басомадҳои имрӯза торафт бештар динамикӣ шуда истодааст. Чанд сол пеш, басомади хеле баланд (VHF) ҳамчун 2 ГГц ~ 3 ГГц муайян карда шуда буд. Аммо ҳоло мо метавонем барномаҳои басомади баланд (UHF) -ро аз 10 ГГц то 25 ГГц бубинем.
Аз ин рӯ, барои PCB фарсуда, қисми РБ таваҷҷӯҳи бештар ба масъалаҳои ноқилро талаб мекунад ва сигналҳо бояд алоҳида ҷудо карда шаванд ва пайҳое, ки сигналҳои басомади баландро тавлид мекунанд, бояд аз замин дур нигоҳ дошта шаванд. Мулоҳизаҳои дигар иборатанд аз: таъмини филтри гузар, конденсаторҳои мувофиқи ҷудокунӣ, ба замин пайваст кардан ва тарҳрезии хати интиқол ва хати бозгашт тақрибан баробар.
Филтри гузариш метавонад таъсири мавҷи ғавғои мундариҷаи садо ва байниҳамдигариро фурў барад. Конденсаторҳои ҷудошаванда бояд ба пинҳои дастгоҳ, ки сигналҳои барқ мебаранд, наздиктар ҷойгир карда шаванд.
Хатҳои интиқоли баландсуръат ва схемаҳои сигнал талаб мекунанд, ки қабати заминӣ дар байни сигналҳои қабати барқ ҷойгир карда шавад, то ҷиттери тавассути сигналҳои садо тавлидшуда ҳамвор карда шавад. Дар суръати баландтари сигнал, номувофиқатии импеданси хурд боиси интиқол ва қабули сигналҳои номутаносиб мегардад, ки боиси таҳриф мегардад. Аз ин рӯ, бояд ба масъалаи мутобиқати импеданс, ки бо сигнали басомади радио алоқаманд аст, диққати махсус дод, зеро сигнали басомади радио суръати баланд ва таҳаммулпазирии махсус дорад.
Хатҳои интиқоли РБ барои интиқоли сигналҳои РБ аз субстрати мушаххаси IC ба PCB импеданси назоратшавандаро талаб мекунанд. Ин хатҳои интиқол метавонанд дар қабати берунӣ, қабати болоӣ ва поёнӣ амалӣ карда шаванд ё метавонанд дар қабати миёна тарҳрезӣ шаванд.
Усулҳое, ки ҳангоми тарҳрезии тарроҳии PCB RF истифода мешаванд, ин хати микрострип, хати шинокунандаи рахи шинокунанда, мавҷгирии копланарӣ ё заминсозӣ мебошанд. Хатти микрохат аз дарозии муайяни металл ё пайраҳаҳо ва тамоми ҳавопаймои замин ё як қисми ҳавопаймои заминӣ бевосита дар зери он иборат аст. Импеданси характеристика дар сохтори хати умумии микрострип аз 50 Ом то 75 Ом аст.
Хатти шинокунанда як усули дигари ноқил ва хомӯш кардани садо мебошад. Ин хат аз ноқилҳои паҳнои собит дар қабати дарунӣ ва як ҳавопаймои калони заминӣ дар боло ва поёни барандаи марказӣ иборат аст. Ҳавопаймои заминӣ дар байни ҳавопаймои барқӣ ҷойгир аст, бинобар ин он метавонад таъсири хеле муассири заминро таъмин кунад. Ин усули афзалиятнок барои ноқилҳои сигнали фарсудаи PCB RF мебошад.
Роҳнамои мавҷҳои копланарӣ метавонад изолятсияи беҳтарро дар наздикии схемаи РБ ва схемае, ки бояд ба наздиктар интиқол дода шавад, таъмин кунад. Ин муҳит аз як барандаи марказӣ ва ҳавопаймоҳои заминӣ дар ҳар ду тараф ё поён иборат аст. Беҳтарин роҳи интиқоли сигналҳои басомади радио ин боздоштани хатҳои рахӣ ё мавҷҳои ҳамоҳангӣ мебошад. Ин ду усул метавонанд изолятсияи беҳтарро байни сигнал ва изи РБ таъмин кунанд.
Тавсия дода мешавад, ки ба истилоҳ "тавассути девор" дар ҳар ду тарафи мавҷгири копланарӣ истифода шавад. Ин усул метавонад як қатор гузаргоҳҳои заминиро дар ҳар як ҳавопаймои заминии металлии барандаи марказ таъмин кунад. Пайроҳаи асосӣ, ки дар мобайн мегузарад, дар ҳар тараф панҷара дорад ва ба ин васила миёнабурро барои ҷараёни бозгашт ба замин дар зер таъмин мекунад. Ин усул метавонад сатҳи садоеро, ки бо таъсири баланди мавҷи сигнали РБ алоқаманд аст, коҳиш диҳад. Муқовимати диэлектрикии 4,5 бо маводи FR4-и препрег якхела боқӣ мемонад, дар ҳоле ки доимии диэлектрикии препрег - аз микрохат, рахи хат ё хати офсетӣ - тақрибан аз 3,8 то 3,9 аст.
Дар баъзе дастгоҳҳое, ки ҳавопаймои заминиро истифода мебаранд, вентиляҳои нобино метавонанд барои беҳтар кардани кори ҷудокунии конденсатори барқ ва таъмин кардани роҳи шунт аз дастгоҳ ба замин истифода шаванд. Роҳи шунт ба замин метавонад дарозии тавассутиро кӯтоҳ кунад. Ин метавонад ба ду ҳадаф ноил шавад: шумо на танҳо як шунт ё заминро эҷод мекунед, балки масофаи интиқоли дастгоҳҳоро бо минтақаҳои хурд кам мекунед, ки ин омили муҳими тарҳрезии РБ мебошад.