PCB Блог - несколько вопросов, которые следует учитывать при проектировании панелей PCB

Due to the small volume и size of PCB board, практически не существует стандартов для печатных плат на расширяющемся рынке сетевой одежды.. Before these standards came out, Мы должны опираться на знания и опыт, приобретенные на уровне Совета, и подумать о том, как их можно использовать для решения уникальных и новых задач.. три аспекта требуют нашего особого внимания. They are circuit board surface materials, радиочастота/microwave проектировать радиочастотная линия передачи.

PCB board material

PCB boards are generally composed of laminates, which may be made of fiber-reinforced epoxy resin (FR4), полиимид или Роджерс или другие слоистые материалы. The insulating material between the different layers is called a prepreg.

несколько ключевых вопросов, на которые следует обратить внимание в процессе строительства проектировать of wearable PCB boards

Wearable devices require high reliability, Итак, когда PCB - панель проектироватьers are faced with the choice of using FR4 (a cost-effective PCB board manufacturing material) or more advanced and more expensive materials, Это станет проблемой. If wearable PCB board applications require high-speed, высокочастотный материал, FR4 may not be the choice. The dielectric constant (Dk) of FR4 is 4.5, the dielectric constant of the more advanced Rogers 4003 series material is 3.55, and the dielectric constant of the brother series Rogers 4350 is 3.66. The dielectric constant of a laminate refers to the ratio of the capacitance or energy between a pair of conductors near the laminate to the capacitance or energy between the pair of conductors in vacuum. высокая частота, there is very little loss. поэтому, Roger 4350 with a dielectric constant of 3.66 больше, чем диэлектрической константы FR4 для приложений с более высокой частотой.5. Under normal circumstances, PCB - этажи ноутбуков варьируются от 4 до 8 слоев. The principle of layer construction is that if it is an 8-layer PCB board, Он должен быть способен обеспечить достаточное заземление и уровень питания, а также зажимать провода. In this way, the ripple effect in crosstalk can be maintained and electromagnetic interference (EMI) can be significantly reduced. In the circuit board layout проектировать этап, the layout plan is generally to place a large ground layer close to the power distribution layer. Это может создать очень низкий эффект ряби, and the system noise can also be reduced to almost zero. это особенно важно для радиочастотных подсистем. по сравнению с материалами Роджерса, FR4 has a higher dissipation фактор (Df), especially at high frequencies. слоистая панель FR4 с более высокими характеристиками, the Df value is around 0.002, which is an order of magnitude better than ordinary FR4. Однако, Rogers' stack is only 0.001 или ниже. When FR4 materials are used for high-frequency applications, вносимые потери будут существенно различаться. вносимые потери определяются как потери мощности при использовании сигналов FR4 от точки A до точки B, Роджерс или другие материалы.

Manufacturing problem

Wearable PCB boards require stricter impedance control. Это важный фактор, позволяющий носить оборудование. Impedance matching can produce cleaner signal transmission. ранний, the standard tolerance for signal carrying traces was ±10%. для современных высокочастотных и высокоскоростных схем этот показатель явно недостаточен. В настоящее время требуется ±7%, and in some cases even ±5% or less. Этот и другие переменные окажут серьезное воздействие на производство панелей PCB с особенно строгим сопротивлением, thereby limiting the number of businesses that can manufacture them. допуск диэлектрической проницаемости на слоях слоистого пресса ультравысоких частот Роджерса обычно поддерживается на ± 2%, and some products can even reach ±1%. напротив, the dielectric constant tolerance of the FR4 laminate is as high as 10%. поэтому, compare These two materials can be found that Rogers' insertion loss is particularly low. по сравнению с традиционным материалом FR4, the transmission loss and insertion loss of the Rogers stack are half lower. В большинстве случаев, cost matters. Однако, Rogers can provide relatively low-loss high-frequency laminate performance at an acceptable price point. использовать в коммерческом применении, Rogers can be made into a hybrid PCB with epoxy-based FR4, Некоторые слои используют материалы Роджерса, and other layers use FR4. при выборе стека Rogers, frequency is the primary consideration. когда частота превышает 500мгц, PCB board проектироватьРоджерс склонен выбирать материал Роджерса, especially for RF/микроволновая схема, because these materials can provide higher performance when the upper traces are subject to strict impedance control. по сравнению с материалами FR4, материалы Роджерса также могут обеспечить более низкие диэлектрические потери, and its dielectric constant is stable in a wide frequency range. Кроме того, Rogers material can provide the ideal low insertion loss performance required by high frequency operation. The coefficient of thermal expansion (CTE) of Rogers 4000 series materials has excellent dimensional stability. This means that compared with FR4, при низкой температуре, hot and very hot reflow soldering cycles, тепловое расширение и сужение платы при более высокой частоте и высокой температуре могут быть сохранены на стабильном пределе. при смешанном укладке, it is easy to use common manufacturing process technology to mix Rogers and high-performance FR4 together, Таким образом, относительно легко добиться высоких темпов производства. The Rogers stack does not require a special via preparation process. обычный FR4 не может получить очень надежные электрические свойства, but high-performance FR4 materials do have good reliability characteristics, более высокий триэфир глицерина, still relatively low cost, и можно широко использовать, from simple audio проектировать применение в сложных микроволновых системах.

RF/микроволновый нагрев проектировать considerations

Portable technology and Bluetooth have paved the way for RF/применение микроволн в носимых устройствах. Today's frequency range is becoming more and more dynamic. несколько лет назад, very high frequency (VHF) was defined as 2GHz～3GHz. But now we can see ultra-high frequency (UHF) applications ranging from 10GHz to 25GHz. поэтому, for wearable PCB boards, радиочастотная часть требует большего внимания к проблеме подключения, and the signals must be separated separately, от земли должны удаляться следы высокочастотных сигналов. Other considerations include: providing a bypass filter, достаточный развязывающий конденсатор, grounding, and проектироватьing the transmission line and the return line to be almost equal. боковой фильтр может подавлять волновой эффект шумов и помех. конденсатор развязки должен быть расположен ближе к выводу устройства, передающего сигнал мощности. High-speed transmission lines and signal circuits require a ground layer to be placed between the power layer signals to smooth the jitter generated by the noise signal. с большей скоростью сигнала, small impedance mismatches will cause unbalanced transmission and reception of signals, вызывать искажение. Therefore, особое внимание необходимо уделять вопросу согласования сопротивлений с радиочастотными сигналами, because the radio frequency signal has a high speed and a special tolerance. радиочастотная линия передачи требует управления сопротивлением, чтобы передать радиочастотный сигнал с определенной базы IC на PCB. Эти линии могут быть реализованы в космосе, the top layer and the bottom layer, Может быть так проектироватьed in the middle layer. метод, используемый в панелях PCB для размещения радиочастот, включая микрополосные линии, suspended strip lines, плоский волновод, or grounding. микрополосная линия состоит из металлической или следовой линии фиксированной длины и цельного прилегающего пласта или его частей под ним. общее поле сопротивлений структуры микрополос составляет от 50 до 75 © включительно.

три основные области, в которых можно носить PCB проектироватьers need to pay attention to

Suspended полосчатая линия is another method of wiring and suppressing noise. линия состоит из сплошных пластов с неподвижной шириной внутренней поверхности и с центральной поверхностью и снизу. The ground plane is sandwiched between the power plane, Таким образом, он может обеспечить весьма эффективный эффект приземления. This is a preferred method for RF signal wiring on wearable PCB boards. копланарные волноводы могут обеспечить лучшую сегрегацию между радиочастотными линиями и линиями, нуждающимися в большей близости. эта среда состоит из центрального проводника и прилегающего пласта с обеих сторон или снизу. The method of transmitting radio frequency signals is suspended stripline or coplanar waveguide. Эти два метода позволяют лучше изолировать сигнал от радиочастотного слежения. It is recommended to use so-called "via fences" on both sides of the coplanar waveguide. такой способ обеспечивает заземление через отверстие в одном ряду на плоскости заземления каждого металла центрального проводника. в середине основной взлетно - посадочной полосы есть ограждение по обе стороны, thus providing a shortcut for the return current to the ground below. Этот метод может снизить уровень шума, связанного с эффектом высокослоистых волн радиосигналов. The dielectric constant of 4.5 материал, идентичный предварительно пропитанному FR4, while the dielectric constant of the prepreg-from microstrip, stripline, or offset stripline-is about 3.8: 3.9. In some devices that use a ground plane, слепое отверстие может быть использовано для улучшения развязки электрических конденсаторов, а также для разделения пути от оборудования к земле. путь к заземлению шунт может сократить длину проходного отверстия, which can achieve two purposes: you not only create a shunt or ground, одновременно снижается дальность передачи малого заземления, which is an important RF PCB boardпроектировать factor .