Data PCB - Beberapa titik untuk memperhatikan dalam rancangan papan PCB yang boleh dipakai

Kerana volum kecil dan saiz papan PCB, hampir tiada piawai papan sirkuit cetak sedia-dibuat untuk pasar IoT yang boleh dikembangkan. Sebelum standar ini keluar, kita perlu bergantung pada pengetahuan dan pengalaman penghasilan yang dipelajari dalam pembangunan aras papan dan memikirkan bagaimana untuk melaksanakannya kepada cabaran yang muncul yang unik. Ada tiga kawasan yang memerlukan perhatian istimewa kita. Ia adalah bahan permukaan papan sirkuit, rancangan RF/microwave dan garis transmisi RF. Tablet PCB papan biasanya terdiri dari laminat, yang mungkin dibuat dari resin epoksi berkuasa serat (FR4), bahan poliimid atau Rogers atau bahan laminat lain. Bahan yang mengisolasi antara lapisan yang berbeza dipanggil prepreg.

Beberapa titik kunci yang perlu diperhatikan dalam rancangan papan PCB yang boleh dipakai Peranti yang boleh dipakai memerlukan kepercayaan tinggi, jadi apabila penjana papan PCB menghadapi pilihan menggunakan FR4 (bahan penghasilan papan PCB yang berkesan biaya) atau bahan yang lebih maju dan lebih mahal, ini akan menjadi masalah. Jika aplikasi papan PCB boleh dipakai memerlukan kelajuan tinggi, bahan frekuensi tinggi, FR4 mungkin bukan pilihan. Konstant dielektrik FR4 ialah 4.5, konstant dielektrik bahan seri Rogers 4003 yang lebih maju ialah 3.55, dan konstant dielektrik seri abang Rogers 4350 ialah 3.66. Konstant dielektrik laminat merujuk kepada nisbah kapasitasi atau tenaga diantara pasangan konduktor dekat laminat ke kapasitasi atau tenaga diantara pasangan konduktor dalam vakum. Pada frekuensi tinggi, terdapat sedikit kehilangan. Oleh itu, Roger 4350 dengan konstan dielektrik 3.66 lebih sesuai untuk aplikasi frekuensi lebih tinggi daripada FR4 dengan konstan dielektrik 4.5. Dalam keadaan biasa, bilangan lapisan PCB untuk peranti yang boleh dipakai berlayar dari 4 hingga 8 lapisan. Prinsip pembangunan lapisan ialah jika ia papan PCB 8 lapisan, ia patut mampu menyediakan lapisan tanah dan kuasa yang cukup dan sandwich lapisan kabel. Dengan cara ini, kesan garisan dalam percakapan salib boleh dikekalkan dan gangguan elektromagnetik (EMI) boleh dikurangi secara signifikan. Dalam tahap bentangan papan sirkuit, rancangan bentangan adalah secara umum untuk meletakkan lapisan tanah besar dekat lapisan distribusi kuasa. Ini boleh membentuk kesan garisan yang sangat rendah, dan bunyi sistem juga boleh dikurangkan kepada hampir sifar. Ini sangat penting untuk subsistem frekuensi radio. Compared with Rogers material, FR4 has a higher dissipation factor (Df), especially at high frequencies. For higher performance FR4 laminates, the Df value is around 0.002, which is an order of magnitude better than ordinary FR4. Namun, tumpukan Rogers hanya 0.001 atau kurang. Apabila bahan FR4 digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi, akan ada perbezaan yang signifikan dalam kehilangan penyisihan. Kehilangan masukan ditakrif sebagai kehilangan kuasa isyarat dari titik A ke titik B bila menggunakan FR4, Rogers atau bahan lain. Masalah penghasilan Papan PCB boleh dipakai memerlukan kawalan impedance yang lebih ketat. Ini adalah faktor penting untuk peranti yang boleh dipakai. Perpadanan kemudahan boleh menghasilkan penghantaran isyarat yang lebih bersih. Sebelum ini, toleransi piawai untuk isyarat membawa jejak adalah ± 10%. Penunjuk ini jelas tidak cukup baik untuk sirkuit frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi hari ini. Keperluan semasa adalah ±7%, dan dalam beberapa kes walaupun ±5% atau kurang. Parameter ini dan pembolehubah lain akan mempengaruhi secara serius pembuatan papan PCB yang boleh dipakai dengan kawalan pengendalian yang terutama ketat, dengan itu menghapuskan bilangan perniagaan yang boleh menghasilkannya. Toleransi konstan dielektrik laminat yang dibuat dari bahan UHF Rogers secara umum dikekalkan pada ±2%, dan beberapa produk boleh mencapai ±1%. Sebaliknya, toleransi konstan dielektrik bagi laminat FR4 adalah sebanyak 10%. Oleh itu, bandingkan dua bahan ini boleh ditemukan bahawa kerugian penyisipan Rogers adalah terutama rendah. Berbanding dengan bahan FR4 tradisional, kehilangan transmisi dan kehilangan penyisipan tumpukan Rogers adalah setengah lebih rendah. Dalam kebanyakan kes, biaya penting. Bagaimanapun, Rogers boleh menyediakan prestasi laminat frekuensi tinggi kerugian relatif rendah pada titik harga yang diterima. Untuk aplikasi komersial, Rogers boleh dibuat menjadi PCB hibrid dengan FR4 berasaskan epoksi, beberapa lapisan yang menggunakan bahan Rogers, dan lapisan lain menggunakan FR4. Apabila memilih stack Rogers, frekuensi adalah pertimbangan utama. Apabila frekuensi melebihi 500MHz, penjana papan PCB cenderung memilih bahan Rogers, terutama untuk sirkuit RF/microwave, kerana bahan-bahan ini boleh menyediakan prestasi yang lebih tinggi apabila jejak atas adalah subjek kawalan impedance yang ketat. Berbanding dengan bahan FR4, bahan Rogers juga boleh menyediakan kehilangan dielektrik yang lebih rendah, dan konstan dielektriknya stabil dalam julat frekuensi luas. Selain itu, bahan Rogers boleh menyediakan prestasi kehilangan penyisihan rendah ideal yang diperlukan oleh operasi frekuensi tinggi. Koefisien pengembangan panas (CTE) bahan seri Rogers 4000 mempunyai kestabilan dimensi yang baik. Ini bermakna bahawa dibandingkan dengan FR4, apabila papan PCB mengalami siklus penyelamatan sejuk, panas dan sangat panas, pengembangan panas dan kontraksi papan sirkuit boleh disimpan pada had stabil di bawah frekuensi yang lebih tinggi dan siklus suhu yang lebih tinggi. Dalam kes penumpang campuran, ia mudah untuk menggunakan teknologi proses penghasilan umum untuk campuran Rogers dan FR4 prestasi tinggi bersama-sama, jadi ia relatif mudah untuk mencapai hasil penghasilan tinggi. Tumpuan Rogers tidak memerlukan proses persiapan istimewa. FR4 biasa tidak dapat mencapai prestasi elektrik yang sangat dipercayai, tetapi bahan-bahan FR4 prestasi tinggi mempunyai ciri-ciri kepercayaan yang baik, seperti Tg yang lebih tinggi, masih relatif rendah kos, dan boleh digunakan dalam julat luas aplikasi, dari desain audio sederhana ke aplikasi microwave kompleks. Pertimbangan rancangan RF/MicrowavePortable technology and Bluetooth have paved the way for RF/microwave applications in wearable devices. Julat frekuensi hari ini semakin dinamik. Beberapa tahun yang lalu, frekuensi yang sangat tinggi (VHF) ditakrif sebagai 2GHzｙ3GHz. Tetapi sekarang kita boleh melihat aplikasi frekuensi ultra tinggi (UHF) berlainan dari 10GHz hingga 25GHz. Oleh itu, bagi papan PCB yang boleh dipakai, bahagian frekuensi radio memerlukan lebih perhatian kepada isu kabel, dan isyarat mesti dipisahkan secara terpisah, dan jejak yang menghasilkan isyarat frekuensi tinggi mesti disimpan jauh dari tanah. Pertimbangan lain termasuk: menyediakan penapis bypass, kondensator penyahpautan yang sesuai, mendarat, dan merancang garis transmisi dan garis kembali hampir sama. Penapis bypass boleh menekan kandungan bunyi dan rip