정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
부피와 크기가 작기 때문에 늘어나는 스마트 웨어러블 사물인터넷 시장에 기존 인쇄회로기판 표준은 거의 없다.이러한 표준이 나오기 전에 우리는 이사회 차원에서 배운 지식과 제조 경험을 개발하고 이를 독특한 신흥 도전에 어떻게 적용할지 고민해야 한다.우리가 특별히 관심을 가져야 할 세 가지 분야가 있다.PCB 보드 표면 재료, 무선 주파수/마이크로파 설계 및 무선 주파수 전송 케이블입니다.
PCB 재료인 PCB는 일반적으로 레이어 프레스로 구성되며, 레이어 프레스는 섬유 강화 에폭시 수지 (FR4), 폴리이미드 또는 로저스 재료 또는 기타 레이어 프레스 재료로 만들 수 있습니다.서로 다른 층 사이의 절연 재료를 예침재라고 한다.스마트 웨어러블 기기는 높은 신뢰성을 요구하기 때문에 교사가 FR4 (가장 비용 효율적인 PCB 제조 재료) 나 더 진보되고 더 비싼 재료를 사용하는 선택에 직면 할 때 문제가 될 것입니다.스마트 웨어러블 PCB 애플리케이션에 고속, 고주파 소재가 필요하다면 FR4는 최선의 선택이 아닐 수 있다.FR4의 개전 상수(Dk)는 4.5, 더 진보된 Rogers 4003 시리즈 재료의 개전 계수는 3.55, 형제 시리즈 Rogers 4350의 개전 매개변수는 3.66이다. 다중 계층 회로 기판의 레이어 맵은 FR4 재료와 Rogers 4355 및 핵심 계층의 두께를 보여줍니다.층압판의 개전 상수는 진공에서 층압판 부근의 한 쌍의 도체 사이의 용량이나 에너지와 이 쌍의 도체 사이의 용량이나 에너지의 비율을 가리킨다.고주파에서는 비교적 작은 손실을 가지는 것이 가장 좋기 때문에 개전 계수는 3이다.66의 Roger 4350은 개전 상수가 4.5인 FR4보다 더 높은 주파수 응용에 적합하다.정상적인 상황에서 스마트 웨어러블 기기의 PCB 층수는 4층에서 8층까지 다양하다.레이어 구조의 원칙은 8층 PCB의 경우 충분한 접지와 전원 레이어를 제공하고 케이블 레이어를 중간에 끼울 수 있어야 한다는 것이다.이러한 방식을 통해 직렬 교란 중의 문파 효과를 최소화할 수 있으며 전자기 교란을 현저하게 줄일 수 있다.회로기판 배치 설계 단계에서 배치 방안은 일반적으로 배전층에 가까운 곳에 큰 접지층을 놓는다.이것은 매우 낮은 텍스쳐 효과를 형성할 수 있으며 시스템 노이즈도 거의 0으로 줄일 수 있습니다.이는 무선 주파수 서브시스템에 특히 중요합니다.FR4는 로저스 소재에 비해 특히 고주파에서 더 높은 소비 계수 (Df) 를 가지고 있습니다.더 높은 성능의 FR4 레이어 프레스의 경우 Df 값은 약 0.002로 일반 FR4보다 한 단계 더 좋습니다.그러나 로저스의 스택은 0.001 미만입니다.FR4 재료가 고주파 응용에 사용될 때 삽입 손실은 현저한 차이가 있을 것이다.삽입 손실은 FR4, Rogers 또는 기타 재료를 사용할 때 신호가 점 A에서 점 B까지의 전력 손실로 정의됩니다.
문제 지능형 웨어러블 PCB를 만들려면 더 엄격한 임피던스 제어가 필요하다.이것은 스마트 웨어러블 기기의 중요한 요소이다.임피던스 일치는 더 깨끗한 신호 전송을 생성할 수 있습니다.일찍이 신호 전송 흔적선의 표준 공차는 ± 10% 였다.오늘날의 고주파와 고속 회로에 대해 말하자면, 이 지표는 분명히 좋지 않다.현재 요구 사항은 ± 7%이며 어떤 경우에는 ± 5% 이하입니다.이 매개변수와 기타 변수는 이러한 임피던스 제어가 특히 엄격한 스마트 웨어러블 PCB의 제조에 심각한 영향을 미쳐 그들을 제조할 수 있는 사업자의 수를 제한할 것이다.로저스의 초고주파 재료로 만든 층압판의 개전 상수 공차는 보통 ± 2% 를 유지하며, 일부 제품은 ± 1% 에 이를 수도 있다.반면 FR4 레이어 프레스의 개전 상수 공차는 10% 에 달한다.그러므로 이 두가지 재료를 비교해보면 로저스의 삽입손실이 특별히 낮다는것을 발견할수 있다.전통적인 FR4 재료에 비해 로저스 레이어의 전송 손실과 삽입 손실은 절반으로 줄었다.대부분의 경우 비용이 가장 중요합니다.그러나 Rogers는 상대적으로 낮은 손실의 고주파 레이어 프레스 성능을 수용 가능한 가격으로 제공 할 수 있습니다.상업용 응용의 경우, Rogers는 에폭시 기반 FR4를 갖춘 혼합 PCB를 만들 수 있으며, 그 중 일부는 Rogers 재료로, 다른 층은 FR4로 만들어진다.로저스 스택을 선택할 때 주파수는 가장 중요한 고려 요소이다.주파수가 500MHz를 초과할 때 PCB 설계자는 로저스 재료, 특히 RF/마이크로파 회로를 선택하는 경향이 있다. 왜냐하면 위의 흔적선이 임피던스의 엄격한 제어를 받을 때 이 재료들은 더 높은 성능을 제공할 수 있기 때문이다.Rogers 재료는 FR4 재료에 비해 더 낮은 개전 손실을 제공할 수 있으며 개전 상수는 더 넓은 주파수 범위 내에서 안정적입니다.또한 로저스 소재는 고주파 조작에 필요한 이상적인 저삽입 손실 성능을 제공할 수 있다.Rogers 4000 시리즈 재료의 열팽창 계수(CTE)는 치수 안정성이 우수합니다.이는 PCB가 FR4에 비해 냉, 열, 매우 열의 환류 순환을 겪을 때 회로기판의 열팽창과 수축이 더 높은 주파수와 더 높은 온도의 순환에서 안정된 한계를 유지할 수 있다는 것을 의미한다.혼합 스택의 경우 흔히 볼 수 있는 제조 공정 기술을 사용하여 Rogers와 고성능 FR4를 혼합하기 쉽기 때문에 상대적으로 높은 제조 완제품률을 달성하기 쉽다.로저스 레이어에는 특별한 오버홀 제조 프로세스가 필요하지 않습니다.일반적인 FR4는 매우 신뢰할 수 있는 전기 성능을 구현할 수 없지만, 고성능 FR4 재료는 확실히 더 높은 Tg와 같은 신뢰성 특성을 가지고 있으며, 여전히 상대적으로 낮은 비용이며, 간단한 오디오 설계에서 복잡한 마이크로파 응용에 이르기까지 광범위한 응용에 사용될 수 있다.
