PCB Блог - конструкция панелей печатных плат требует внимания

Потому что они малые, почти не готовый печатных плат стандарты для растущего рынка носимых устройств IoT. Чтобы добавить эту камеру, нам пришлось полагаться на то, что мы узнали из опыта разработки на уровне платы и производства, и думать о том, как применить их к новым уникальным задачам. есть три аспекта, которые требуют особого внимания: взрывной материал платы, радиочастотная/микроволновая конструкция, радиочастотная линия передачи.

печатных плат  материал

печатных плат обычно состоит из слоистой плиты, которая может быть изготовлена из эпоксидной смолы, армированной волокнами (FR4), полиимида или Роджерса или других ламинатов. изоляционный материал между слоями называется препрегом. Носимые устройства требуют высокого уровня надежности, поэтому дизайнеры панельных печатных плат сталкиваются с выбором: использовать FR4 (рентабельный материал для изготовления печатных плат) или более современные и дорогие материалы. если можно надеть панель печатных плат, приложение требует высокоскоростной, высокочастотный материал, FR4 может не подойти. Диэлектрическая проницаемость (Dk) FR4 составляет 4,5, более продвинутый материал Роджерс 4003 серии диэлектрик константа 3,55, брат Роджерс 4350 диэлектрический постоянная 3,66.

диэлектрическая константа реактора означает отношение емкости или энергии между проводником или проводником вблизи электрического реактора и одной пары проводников в вакууме.На высоких частотах мало убытка, поэтому Roger 4350 с диэлектрической проницаемостью 3,66 больше, чем диэлектрической константы FR4 для приложений с более высокой частотой.5. В нормальных условиях количество слоев печатных плат для носимых устройств колеблется от 4 до 8 слоев. принцип слоев печатной структуры, если это 8-слойный печатный плато, он должен иметь достаточное количество земли и силовых слоёв, а также прокладка проводов в середине. Таким образом, эффект пульсаций в перекрестных помехах сохраняется, а электромагнитные помехи (EMI) могут быть значительно снижены. На этапе проектирования компоновки печатной платы план размещения обычно размещается около распределительных слоёв. Это приводит к очень низкому эффекту пульсаций, а системный шум может быть снижен почти до нуля. это особенно важно для радиочастотных подсистем. По сравнению с материалами Rogers, FR4 имеет более высокий коэффициент рассеяния (Df), особенно на высоких частотах. стек FR4 для получения более высоких свойств значение Df составляет около 0,002, что на порядок лучше, чем у обычного FR4. Но стек Роджерса только 0,001 или меньше. когда материал FR4 используется для высокочастотных приложений, наблюдается заметная разница во вносимых потерях. Роджерс, другие материалы.

Производственные проблемы

Плата носимой панели требует более строгого импедансного управления, что является важным фактором для носимых устройств. Раньше стандартный допуск линии передачи сигналов составлял ±10%. для современных высокочастотных высокоскоростных схем Текущее требование составляет ± 7%, в некоторых случаях даже до ± 5% или ниже. Этот параметр, наряду с другими переменными, особенно строгий контроль импедансов может серьезно применяться к производству, тем самым ограничивая количество продавцов, которые могут их производить. допуск диэлектрической проницаемости на слои слоев стогостного пресса ультравысоких частот Роджерса обычно допускает на ± 2%, а у некоторых продуктов может достигать даже ±1%. Роджерс может иметь очень низкую потерю примеси двух материалов. Стеки Rogers имеют вдвое меньшие потери при передаче и вносимые потери по сравнению с обычными материалами FR4. В большинстве случаев стоимость имеет значение. Тем не менее, Rogers может обеспечить производительность высокочастотного стека с относительно низкими потерями по приемлемой цене. Использование в коммерческом применении, Rogers можно комбинировать с FR4 на основе эпоксидной смолы для изготовления гибридных печатных плат. При выборе стека Роджерса основным фактором является частота. Когда частоты превышают 500 МГц, необходимо выбрать материал Роджерса, особенно радиочастотную/микроволновую схему, потому что эти материалы могут обеспечить более высокую производительность, когда указанные выше дорожки строго контролируются импедансом. по сравнению с материалами FR4, материалы имеют более низкие диэлектрические потери, их диэлектрическая постоянная стабильность в снижении частоты. Кроме того, материал Роджерса может выбрать оптимальные низкопробные потери при высокочастотной эксплуатации. Коэффициент теплового расширения (КТР) материалов серии Rogers 4000 имеет превосходную размерную стабильность. Это означает, что когда плата находится в холодном состоянии, и при циклах более высокой частоты и более высокой температуры, тепловое расширение и усадка платы выдерживают предельную стабильность, по сравнению с FR4, циклом горячего и горячего орошения. для гибридных стеков, Rogers и высокопроизводительный FR4 могут быть легко смешаны друг с другом с использованием общей технологии производственного процесса. укладка Rogers не требует специального процесса подготовки сквозных отверстий. Обычные FR4 не могут обеспечить очень надежные электрические характеристики, но материалы с высокой оценкой FR4 действительно обладают высокой надежностью, более высокой триэфирной глицериной, по-прежнему относительно дешевы, доступно для нескольких приложений, от простых аудиоконструкций до сложных микроволновых приложений.

радиочастота/Микроволновая печь.

Портативные технологии и Bluetooth проложили путь для RF/применения микроволн в носимых устройствах. Сегодняшний частотный диапазон становится все более динамичным. несколько лет назад очень высокая частота (VHF) определялась как 2 ГГц ~ 3 ГГц. Но теперь мы можем видеть приложения сверхвысокой частоты (УВЧ) в диапазоне от 10 до 25 ГГц. поэтому для носимой панели печатных плат радиочастотная часть требует более пристального внимания к вопросу о проводке, одиночном сигнале, и держать следы, которые генерируют высокочастотные сигналы, подальше от земли. Другие включают в себя: наличие байпасного фильтра, адекватных развязывающих конденсаторов, корневой, проектной линии передачи, почти равной шлейфу. Обходной фильтр подавляет пульсирующие эффекты шума и перекрестных помех. конденсатор развязки должен быть расположен ближе к выходу устройства, передающего сигнал мощности. Для высокоскоростных линий передачи и сигнальных контуров требуется заземляющий слой между сигналами силового слоя для сглаживания джиттера зашумленных сигналов. С большей скоростью сигнала небольшие несоответствия импеданса могут вызвать несбалансированные сигналы передачи и приема, вызывающие раздражение. Поэтому особое внимание необходимо уделить вопросу согласования сопротивлений с радиочастотными сигналами, которые имеют высокие скорости и специальные допуски. радиочастотная линия передачи требует управления сопротивляемостью, чтобы передать радиочастотный сигнал с основной пластиной IC на чип-панели печатных плат. Эти линии передачи могут быть реализованы на внешнем, верхнем и нижнем этажах, а также могут быть спроектированы в среднем слое. метод исследования в построении радиочастотных печатных плат, плавающей полосчатой линии, плоскостной волноводе или обнаружении. Микрополосковая линия состоит из фиксированной длины металла или дорожки и всей заземляющей пластины или части заземляющей пластины непосредственно под ней. комплексная устойчивость конструкции микроленты от 50 до 75 © ограниченно.

подвеска ленточных проводов - другой проводки и подавления шума. Эта линия состоит из проводки фиксированной ширины на внутреннем слое и большой заземляющей пластины выше и ниже центрального проводника. заземляющий зажим между плоскостью питания, таким образом, захватывает очень сильный эффект приземления. Это предпочтительный метод маршрутизации радиочастотного сигнала на носимых панелях печатных плат. Копланарные волноводы могут обеспечить лучшую изоляцию вблизи радиочастотных линий и линий, которые необходимо трассировать близко друг к другу. эта среда состоит из центрального проводника и обнаружения пласта с воспалением или воспалением. Способ передачи радиочастотных сигналов - подвесные полосковые линии или компланарные волноводы. Эти два варианта лучше изолировать сигнал от линии радиочастотного следа. рекомендуется использовать так называемые «перегородки через отверстие» по обе стороны плоского волновода. Этот подход обеспечивает ряд переходных отверстий заземления на каждой металлической пластине заземления центрального проводника. главные следы посередине ограждены от очага, таким образом, шлейф захватывает кратчайший путь к нижним пластам. Такой подход снижает уровень шума, связанный с сильными пульсациями радиочастотных сигналов. диэлектрическая постоянная 4,5 остается такой же, как у материала препрег FR4, предварительное выщелачивание происходит из микрополос, полосковых или смещенных полосковых - имеет диэлектрическую проницаемость примерно 3,8:3,9. В некоторых устройствах, использующих уровень земли, могут использоваться глухие переходные отверстия для улучшения характеристик развязки конденсаторов источника питания и обеспечения шунтирующего пути от устройства к земле. путь к обнаружению шунта может увеличить расширение проходного отверстия, это имеет две: вы не только показатель шунта или рассмотрение перехода,. печатных плат коэффициент проектирования радиочастоты .