רעכט צו דער קליין גרייס און גרייס, עס זענען כּמעט קיין יגזיסטינג געדרוקט קרייַז ברעט סטאַנדאַרדס פֿאַר די גראָוינג וועראַבאַל IoT מאַרק. איידער די סטאַנדאַרדס געקומען אויס, מיר האָבן צו פאַרלאָזנ אויף די וויסן און מאַנופאַקטורינג דערפאַרונג געלערנט אין ברעט-מדרגה אַנטוויקלונג און טראַכטן וועגן ווי צו צולייגן זיי צו יינציק ימערדזשינג טשאַלאַנדזשיז. עס זענען דריי געביטן וואָס דאַרפן אונדזער ספּעציעל ופמערקזאַמקייט. זיי זענען: קרייַז ברעט ייבערפלאַך מאַטעריאַלס, רף / מייקראַווייוו פּלאַן און רף טראַנסמיסיע שורות.
פּקב מאַטעריאַל
"פּקב" באשטייט בכלל פון לאַמאַנייט, וואָס קען זיין געמאכט פון פיברע-ריינפאָרסט יפּאַקסי (פר 4), פּאָליימידע אָדער ראָגערס מאַטעריאַלס אָדער אנדערע לאַמאַנייט מאַטעריאַלס. די ינסאַלייטינג מאַטעריאַל צווישן די פאַרשידענע לייַערס איז גערופן אַ פּרעפּרעג.
וועראַבאַל דעוויסעס דאַרפן הויך רילייאַבילאַטי, אַזוי ווען פּקב דיזיינערז זענען פייסט מיט די ברירה פון ניצן FR4 (די מערסט פּרייַז-עפעקטיוו פּקב מאַנופאַקטורינג מאַטעריאַל) אָדער מער אַוואַנסירטע און מער טייַער מאַטעריאַלס, דאָס וועט ווערן אַ פּראָבלעם.
אויב וועראַבאַל פּקב אַפּלאַקיישאַנז דאַרפן הויך-גיכקייַט, הויך-אָפטקייַט מאַטעריאַלס, FR4 קען נישט זיין דער בעסטער ברירה. די דיעלעקטריק קעסיידערדיק (דק) פון FR4 איז 4.5, די דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון די מער אַוואַנסירטע ראָגערס 4003 סעריע מאַטעריאַל איז 3.55, און די דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון די ברודער סעריע ראָגערס 4350 איז 3.66.
"די דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון אַ לאַמאַנייט רעפערס צו די פאַרהעלטעניש פון די קאַפּאַסאַטאַנס אָדער ענערגיע צווישן אַ פּאָר פון קאָנדוקטאָרס לעבן די לאַמאַנייט צו די קאַפּאַסאַטאַנס אָדער ענערגיע צווישן די פּאָר פון קאָנדוקטאָרס אין וואַקוום. אין הויך פריקוואַנסיז, עס איז בעסטער צו האָבן אַ קליין אָנווער. דעריבער, Roger 4350 מיט אַ דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון 3.66 איז מער פּאַסיק פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז מיט העכער אָפטקייַט ווי FR4 מיט אַ דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון 4.5.
אונטער נאָרמאַל צושטאנדן, די נומער פון פּקב לייַערס פֿאַר וועראַבאַל דעוויסעס ריינדזשאַז פון 4 צו 8 לייַערס. דער פּרינציפּ פון שיכטע קאַנסטראַקשאַן איז אַז אויב עס איז אַ 8-שיכטע פּקב, עס זאָל זיין ביכולת צו צושטעלן גענוג ערד און מאַכט לייַערס און סענדוויטש די וויירינג שיכטע. אין דעם וועג, די ריפּאַל ווירקונג אין קראָססטאַלק קענען זיין רידוסט צו אַ מינימום און ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס (EMI) קענען זיין באטייטיק רידוסט.
אין די פּלאַן בינע פון די קרייַז ברעט אויסלייג, די אויסלייג פּלאַן איז בכלל צו שטעלן אַ גרויס ערד שיכטע נאָענט צו די מאַכט פאַרשפּרייטונג שיכטע. דאָס קען מאַכן אַ זייער נידעריק ריפּאַל ווירקונג, און די סיסטעם ראַש קענען אויך זיין רידוסט צו כּמעט נול. דאָס איז ספּעציעל וויכטיק פֿאַר די ראַדיאָ אָפטקייַט סאַבסיסטאַם.
קאַמפּערד מיט ראָגערס מאַטעריאַל, FR4 האט אַ העכער דיסיפּיישאַן פאַקטאָר (Df), ספּעציעל אין הויך אָפטקייַט. פֿאַר העכער פאָרשטעלונג FR4 לאַמאַנאַץ, די Df ווערט איז וועגן 0.002, וואָס איז אַ סדר פון מאַגנאַטוד בעסער ווי פּראָסט FR4. אָבער, די אָנלייגן פון Rogers איז בלויז 0.001 אָדער ווייניקער. ווען FR4 מאַטעריאַל איז געניצט פֿאַר הויך אָפטקייַט אַפּלאַקיישאַנז, עס וועט זיין אַ באַטייטיק חילוק אין ינסערשאַן אָנווער. ינסערשאַן אָנווער איז דיפיינד ווי די מאַכט אָנווער פון די סיגנאַל פון פונט א צו פונט ב ווען ניצן FR4, ראָגערס אָדער אנדערע מאַטעריאַלס.
שאַפֿן פּראָבלעמס
וועראַבאַל פּקב ריקווייערז שטרענגערע ימפּידאַנס קאָנטראָל. דאָס איז אַ וויכטיק פאַקטאָר פֿאַר וועראַבאַל דעוויסעס. ימפּידאַנס וואָס ריכטן קענען פּראָדוצירן קלינער סיגנאַל טראַנסמיסיע. פריער, דער נאָרמאַל טאָלעראַנץ פֿאַר סיגנאַל קעריינג טראַסעס איז געווען ± 10%. דער גראדן איז דאָך נישט גוט גענוג פֿאַר הייַנט ס הויך-אָפטקייַט און הויך-גיכקייַט סערקאַץ. די קראַנט פאָדערונג איז ± 7%, און אין עטלעכע קאַסעס אפילו ± 5% אָדער ווייניקער. דער פּאַראַמעטער און אנדערע וועריאַבאַלז וועט עמעס ווירקן די פּראָדוצירן פון די וועראַבאַל פּקבס מיט דער הויפּט שטרענג ימפּידאַנס קאָנטראָל, דערמיט לימאַטינג די נומער פון געשעפטן וואָס קענען פּראָדוצירן זיי.
די דיעלעקטריק קעסיידערדיק טאָלעראַנץ פון די לאַמאַנייט געמאכט פון Rogers UHF מאַטעריאַלס איז בכלל מיינטיינד בייַ ± 2%, און עטלעכע פּראָדוקטן קענען אפילו דערגרייכן ± 1%. אין קאַנטראַסט, די דיעלעקטריק קעסיידערדיק טאָלעראַנץ פון די FR4 לאַמאַנייט איז ווי הויך ווי 10%. דעריבער, פאַרגלייַכן די צוויי מאַטעריאַלס קענען זיין געפֿונען אַז ראָגערס 'ינסערשאַן אָנווער איז דער הויפּט נידעריק. קאַמפּערד מיט טראדיציאנעלן FR4 מאַטעריאַלס, די טראַנסמיסיע אָנווער און ינסערשאַן אָנווער פון די ראָגערס אָנלייגן זענען האַלב נידעריקער.
אין רובֿ קאַסעס, די פּרייַז איז די מערסט וויכטיק. אָבער, ראָגערס קענען צושטעלן לעפיערעך נידעריק-אָנווער הויך-אָפטקייַט לאַמאַנייט פאָרשטעלונג אין אַ פּאַסיק פּרייַז פונט. פֿאַר געשעפט אַפּלאַקיישאַנז, ראָגערס קענען זיין געמאכט אין אַ כייבריד פּקב מיט יפּאַקסי-באזירט FR4, עטלעכע לייַערס פון וואָס נוצן ראָגערס מאַטעריאַל, און אנדערע לייַערס נוצן FR4.
ווען טשוזינג אַ ראָגערס אָנלייגן, אָפטקייַט איז די ערשטיק באַטראַכטונג. ווען די אָפטקייַט יקסידז 500 מהז, פּקב דיזיינערז טענד צו קלייַבן ראָגערס מאַטעריאַלס, ספּעציעל פֿאַר רף / מייקראַווייוו סערקאַץ, ווייַל די מאַטעריאַלס קענען צושטעלן העכער פאָרשטעלונג ווען די אויבערשטער טראַסעס זענען שטרענג קאַנטראָולד דורך ימפּידאַנס.
קאַמפּערד מיט FR4 מאַטעריאַל, ראָגערס מאַטעריאַל קענען אויך צושטעלן נידעריקער דיעלעקטריק אָנווער, און זייַן דיעלעקטריק קעסיידערדיק איז סטאַביל אין אַ ברייט אָפטקייַט קייט. אין אַדישאַן, ראָגערס מאַטעריאַל קענען צושטעלן די ידעאַל פאָרשטעלונג מיט נידעריק ינסערשאַן אָנווער פארלאנגט דורך הויך אָפטקייַט אָפּעראַציע.
דער קאָואַפישאַנט פון טערמאַל יקספּאַנשאַן (CTE) פון Rogers 4000 סעריע מאַטעריאַלס האט ויסגעצייכנט דימענשאַנאַל פעסטקייַט. דעם מיטל אַז קאַמפּערד מיט FR4, ווען די פּקב אַנדערגאָוז קאַלט, הייס און זייער הייס ריפלאָו סאַדערינג סייקאַלז, די טערמאַל יקספּאַנשאַן און צונויפצי פון די קרייַז ברעט קענען זיין מיינטיינד אין אַ סטאַביל שיעור אונטער העכער אָפטקייַט און העכער טעמפּעראַטור סייקאַלז.
אין דעם פאַל פון געמישט סטאַקינג, עס איז גרינג צו נוצן פּראָסט מאַנופאַקטורינג פּראָצעס טעכנאָלאָגיע צו מישן ראָגערס און הויך-פאָרשטעלונג FR4 צוזאַמען, אַזוי עס איז לעפיערעך גרינג צו דערגרייכן הויך מאַנופאַקטורינג טראָגן. די ראָגערס אָנלייגן טוט נישט דאַרפן אַ ספּעציעל צוגרייטונג פּראָצעס.
פּראָסט FR4 קענען נישט דערגרייכן זייער פאַרלאָזלעך עלעקטריקאַל פאָרשטעלונג, אָבער הויך-פאָרשטעלונג FR4 מאַטעריאַלס האָבן גוט רילייאַבילאַטי קעראַקטעריסטיקס, אַזאַ ווי העכער טג, נאָך לעפיערעך נידעריק פּרייַז, און קענען זיין געוויינט אין אַ ברייט קייט פון אַפּלאַקיישאַנז, פֿון פּשוט אַודיאָ פּלאַן צו קאָמפּלעקס מייקראַווייוו אַפּלאַקיישאַנז. .
רף / מייקראַווייוו פּלאַן קאַנסידעריישאַנז
פּאָרטאַטיוו טעכנאָלאָגיע און בלועטאָאָטה האָבן פּאַוועד דעם וועג פֿאַר רף / מייקראַווייוו אַפּלאַקיישאַנז אין וועראַבאַל דעוויסעס. די היינטיקע אָפטקייט קייט ווערט מער און מער דינאַמיש. מיט עטלעכע יאָר צוריק, זייער הויך אָפטקייַט (VHF) איז געווען דיפיינד ווי 2GHz ~ 3GHz. אָבער איצט מיר קענען זען הינטער-הויך אָפטקייַט (UHF) אַפּלאַקיישאַנז ריינדזשינג פון 10GHz צו 25GHz.
דעריבער, פֿאַר די וועראַבאַל פּקב, די רף טייל ריקווייערז מער ופמערקזאַמקייט צו די וויירינג ישוז, און די סיגנאַלז זאָל זיין אפגעשיידט סעפּעראַטלי, און די טראַסעס וואָס דזשענערייט הויך-אָפטקייַט סיגנאַלז זאָל זיין געהאלטן אַוועק פון דער ערד. אנדערע קאַנסידעריישאַנז אַרייַננעמען: צושטעלן אַ בייפּאַס פילטער, טויגן דיקאָופּלינג קאַפּאַסאַטערז, גראַונדינג, און דיזיינינג די טראַנסמיסיע שורה און צוריקקומען שורה צו זיין כּמעט גלייַך.
בייפּאַס פילטער קענען פאַרשטיקן די ריפּאַל ווירקונג פון ראַש אינהאַלט און קראָססטאַלק. דיקאָופּלינג קאַפּאַסאַטערז דאַרפֿן צו זיין געשטעלט נעענטער צו די מיטל פּינס וואָס פירן מאַכט סיגנאַלז.
הויך-גיכקייַט טראַנסמיסיע שורות און סיגנאַל סערקאַץ דאַרפן אַ ערד שיכטע צו זיין געשטעלט צווישן די מאַכט שיכטע סיגנאַלז צו גלאַט די דזשיטער דזשענערייטאַד דורך ראַש סיגנאַלז. אין העכער סיגנאַל ספּידז, קליין ימפּידאַנס מיסמאַטשעס וועט פאַרשאַפן אַנבאַלאַנסט טראַנסמיסיע און אָפּטראָג פון סיגנאַלז, ריזאַלטינג אין דיסטאָרשאַן. דעריבער, ספּעציעל ופמערקזאַמקייט מוזן זיין באַצאָלט צו די ימפּידאַנס וואָס ריכטן פּראָבלעם מיט די ראַדיאָ אָפטקייַט סיגנאַל, ווייַל די ראַדיאָ אָפטקייַט סיגנאַל האט אַ הויך גיכקייַט און אַ ספּעציעל טאָלעראַנץ.
רף טראַנסמיסיע שורות דאַרפן קאַנטראָולד ימפּידאַנס אין סדר צו אַריבערפירן רף סיגנאַלז פון אַ ספּעציפיש יק סאַבסטרייט צו די פּקב. די טראַנסמיסיע שורות קענען זיין ימפּלאַמענאַד אויף די ויסווייניקסט שיכטע, שפּיץ שיכטע און דנאָ שיכטע, אָדער קענען זיין דיזיינד אין די מיטל שיכטע.
די מעטהאָדס געניצט בעשאַס פּקב רף פּלאַן אויסלייג זענען מיקראָסטריפּ שורה, פלאָוטינג פּאַס שורה, קאָופּלאַנאַר וואַוועגייד אָדער גראַונדינג. די מיקראָסטריפּ ליניע באשטייט פון אַ פאַרפעסטיקט לענג פון מעטאַל אָדער טראַסעס און די גאנצע ערד פלאַך אָדער טייל פון די ערד פלאַך גלייַך אונטער אים. די כאַראַקטעריסטיש ימפּידאַנס אין די אַלגעמיינע מיקראָסטריפּ שורה סטרוקטור ריינדזשאַז פון 50Ω צו 75Ω.
פלאָוטינג סטריפּלינע איז אן אנדער אופֿן פון וויירינג און ראַש סאַפּרעשאַן. די שורה באשטייט פון פאַרפעסטיקט-ברייט וויירינג אויף די ינער שיכטע און אַ גרויס ערד פלאַך אויבן און אונטער די צענטער אָנפירער. דער ערד פלאַך איז סאַנדוויטשד צווישן די מאַכט פלאַך, אַזוי עס קענען צושטעלן אַ זייער עפעקטיוו גראַונדינג ווירקונג. דאָס איז די בילכער אופֿן פֿאַר וועראַבאַל פּקב רף סיגנאַל וויירינג.
קאָופּלאַנאַר וואַוועגייד קענען צושטעלן בעסער אפגעזונדערטקייט לעבן די רף קרייַז און די קרייַז וואָס דאַרף זיין ראַוטיד נעענטער. דער מיטל באשטייט פון אַ הויפט אָנפירער און ערד פּליינז אויף יעדער זייַט אָדער אונטן. דער בעסטער וועג צו יבערשיקן ראַדיאָ אָפטקייַט סיגנאַלז איז צו ופהענגען פּאַס שורות אָדער קאָופּלאַנאַר וואַוועגוידעס. די צוויי מעטהאָדס קענען צושטעלן בעסער אפגעזונדערטקייט צווישן די סיגנאַל און רף טראַסעס.
עס איז רעקאַמענדיד צו נוצן די אַזוי גערופענע "דורך פּלויט" אויף ביידע זייטן פון די קאָופּלאַנאַר וואַוועגייד. דעם אופֿן קענען צושטעלן אַ רודערן פון ערד וויאַס אויף יעדער מעטאַל ערד פלאַך פון די צענטער אָנפירער. די הויפּט שפּור פליסנדיק אין די מיטל האט פענסעס אויף יעדער זייַט, אַזוי פּראַוויידינג אַ דורכוועג פֿאַר די צוריקקומען קראַנט צו דער ערד אונטן. דעם אופֿן קענען רעדוצירן די ראַש מדרגה פֿאַרבונדן מיט די הויך ריפּאַל ווירקונג פון די רף סיגנאַל. די דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון 4.5 בלייבט די זעלבע ווי די FR4 מאַטעריאַל פון די פּרעפּרעג, בשעת די דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון די פּרעפּרעג - פֿון מיקראָסטריפּ, סטריפּלינע אָדער פאָטאָ סטריפּלינע - איז וועגן 3.8 צו 3.9.
אין עטלעכע דעוויסעס וואָס נוצן אַ ערד פלאַך, בלינד וויאַס קענען זיין געוויינט צו פֿאַרבעסערן די דיקאָופּלינג פאָרשטעלונג פון די מאַכט קאַפּאַסאַטער און צושטעלן אַ שאַנט וועג פון די מיטל צו דער ערד. די שאַנט וועג צו דער ערד קענען פאַרקירצן די לענג פון די וויאַ. דאָס קען דערגרייכן צוויי צילן: איר ניט בלויז שאַפֿן אַ יבערשליסן אָדער ערד, אָבער אויך רעדוצירן די טראַנסמיסיע דיסטאַנסע פון דעוויסעס מיט קליין געביטן, וואָס איז אַ וויכטיק רף פּלאַן פאַקטאָר.