PCB Haberleri - Mikrodalga PCB tasarımı takılabilir aygıtların

Zayıf aygıtlar yüksek güveniliğe ihtiyaç duyuyor, ki PCB tasarımcıları FR4 (en pahalı etkili PCB üretim maddeleri) veya daha gelişmiş ve pahalı maddelerin seçeneği ile karşılaştığında sorun olabilir.

Küçük boyutları ve büyüklükleri yüzünden büyüyen şeyler pazarı için hazırlı bir devre tahtası standartları var. Bu standartların önünde, tahta düzeyi geliştirmesinde kazanmış bilgi ve üretim tecrübesine güvenmeliydik ve onları eşsiz gelişen sorunlara nasıl uygulayacağımızı düşünmeliydik. Özel dikkati gereken üç bölge var: devre tahtası yüzeysel maddeleri, RF/mikro dalga tasarımı ve RF transmisi hatları.

PCB materyali

PCB genelde fibre güçlü epoksi resinlerden oluşabilir, poliimitler, Rogers veya diğer laminatlardan oluşabilir. Kalıntılar arasındaki materyaller, yarı izlenebilen çarşaflar denilir.

Zayıf aygıtlar yüksek güveniliğe ihtiyaç duyuyor, ki PCB tasarımcıları FR4 (en pahalı etkili PCB üretim maddeleri) veya daha gelişmiş ve pahalı maddelerin seçeneği ile karşılaştığında sorun olabilir.

Eğer yorucu PCB uygulamaları yüksek hızlı, yüksek frekans materyalleri gerekirse, FR4 en iyi seçenek olamaz. FR 4'nin dielektrik konstantı (Dk) 4,5, daha gelişmiş Rogers 4003 serisinden 3,55 ve Rogers 4350'nun kardeşleri 3,66.

1. Şekil: Çiftli katlı bir devre tahtasının, FR4 materyali ve Rogers 4350 ve çekirdek katı kalıntısını gösteriyor.

Bir çubuğun dielektrik konstantü, bir çift yöneticinin kapasitesinin ya da enerjisinin oranına bakar. Yüksek frekanslarda, çok küçük kaybı olmak tercih eder. Bu yüzden Loger 4350'un 3.66'deki dielektrik koefitörü, 4.5'den daha yüksek frekanslar için daha uygun.

Normalde, 4 ile 8 arasından kullanılabilir aygıtlar için kullanılan PCB katlarının sayısı. Yüzük, 8 katlı PCB ise, yeterince strata ve güç katları sağlayacak ve orta katlarını çarpması gerektiğini prensiple in şa ediliyor. Bu şekilde, karşılaştırma etkisi düşürülebilir ve elektromagnetik araştırma (EMI) önemli olarak düşürülebilir.

Devre tahtası dizaynı fazında, dizayn şemaları genellikle enerji dağıtım katmanına yakın büyük strata yerleştirir. Bu sonuçlar çok düşük parçalanmış etkisi ve sistem sesi neredeyse sıfırına düşürülebilir. Bu özellikle RF altı sistemleri için önemli.

FR4'nin Rogers materyalinden daha yüksek dağıtım faktörü (Df) var, özellikle yüksek frekanslarda. Yüksek performans FR4 stackları için Df değeri 0,002'dir. Bu, normal FR4 stacklarından daha iyi bir büyüklük sırası. Rogers'ın sadece 0,001 ya da küçük katı vardır. FR4 materyali yüksek frekans uygulamaları için kullanıldığında, giriş kaybında önemli bir fark var. Interpolasyon kaybı, FR4, Rogers veya diğer materyaller kullanıldığında A noktadan B noktadan güç kaybı olarak tanımlanır.

PCB üretim sorunları

Güçlü PCB'ler giyinebilir aygıtlar için önemli bir faktör gerekiyor ve impedance eşleşmesi daha temiz sinyal transmisini üretebilir. Daha önce, sinyal taşıyan yollar için standart tolerans %10 oldu. Bu indikator bugün yüksek frekans yüksek hızlı devreler için yeterince iyi değil. Şimdi ihtiyaç, bazı durumlarda %5 ya da %7'dir. Bu parametre, diğer değişkenlerle birlikte, çok sert impedance kontrolü ile takılabilir PCB üretimini çok etkileyebilir, bu yüzden onları yapabilen işletme sayısını sınırlayabilir.

Rogers UHF malzemelerinden yapılmış katların dielektrik sürekli toleransi genellikle (+) 2%, bazı ürünler FR4 katları için %10 ile karşılaştırılabilir (+) 1%. Bu iki maddeleri karşılaştırarak Rogers'ın girişimin özellikle düşük olduğunu buldu. Rogers takımının yayınlama kaybı ve yerleştirme kaybı alışkanlı FR4 maddelerin yarısı kadar düşük.

Bu maliyetin çoğu durumda en önemlidir. Ancak Rogers, kabul edilebilir fiyatla relatively düşük kaybı, yüksek frekans yüksek bir fiyatla yapılan performansı sağlayabilir. Reklamlı uygulamalar için Rogers, epoxy resin tabanlı FR4 ile karışık bir PCB yapabilir, bazıları Rogers ve diğerleri FR4 kullanır.

Frekans Rogers takımını seçtiğinde ilk düşünce. PCB tasarımcıları, frekans 500 MHz üzerinde, özellikle RF/mikro dalga devrelerinde, Rogers materyallerini seçmeye çalışıyor çünkü bu materyaller yukarıdaki çizgiler sıkı impedans kontrolü üzerinde daha iyi performans sağlayabilir.

FR4 malzemeleriyle karşılaştırıldı, Rogers malzemeleri de düşük dielektrik kaybını sağlar ve dielektrik konstantleri geniş frekans menzilinde stabil oluyor. Ayrıca Rogers maddeleri yüksek frekans operasyonu için ideal düşük kaybetme performansını sağlayabilir.

Rogers 4000 seri maddelerin sıcak genişleme koefitörü (CTE) mükemmel boyutlu stabiliyeti var. Bu demek oluyor ki, PCB, FR4 ile karşılaştığında soğuk, sıcak ve çok sıcak refluks çözümleme döngüsü sürdüğünde, basılı devre tahtasının genişlemesi ve kontratlaması yüksek frekanslarda ve yüksek sıcaklıklarda stabil bir sınırda kalabilir.

Hibrid katlarında, Rogers'ı yüksek performanslı FR4 ile karıştırmak kolay, ortak üretim süreci teknolojisi kullanarak, bu da yüksek üretim yiyeceğini ulaştırmak relatively kolay olur. Rogers'ın ayarlanması özel bir delik hazırlama sürecine ihtiyacı yok.

Normal FR4 çok güvenilir elektrik performansı ulaşamaz, fakat yüksek performanslı FR4 materyalleri, yüksek Tg gibi güvenilir, hala relativ değersizdir ve basit ses tasarımından karmaşık mikrodalga uygulamalarına kadar kullanılabilir.

PCBRF/mikro dalga PCB tasarım düşünceleri

Portable technology and Bluetooth are paving the way for RF/microwave applications in wearable devices. Bugün frekans menzili daha dinamik haline geliyor. Birkaç yıl önce, çok yüksek frekans (VHF) 2GHz~3GHz olarak tanımlanmıştı. Ama şimdi UHF uygulamalarını 10 GHz'den 25 GHz'e kadar görebiliriz.

Bu yüzden, yorulmuş PCB için, RF parçası yerden yüksek frekans sinyalleri oluşturulması için daha yakın dikkati gerekiyor. Diğer düşünceler, geçiş filtrü, yeterli kapasitet, yerleştirme ve neredeyse eşit bir yayım ve dönüş çizgilerinin tasarımı sağlayacak.

Bypass filtrü ses içeriğinin ve karşılaştırma etkisini bastırabilir. Elektrik sinyali taşıyan aygıtların kenarına yaklaşması gerekiyor.

Yüksek hızlı transmis çizgileri ve sinyal dönüşü güç katı sinyalleri arasındaki güç katı sinyalleri ile oluşturduğunu düzeltmek için bir katı gerekiyor. Daha yüksek sinyal hızlarında küçük impedans uygulamaları dengelenmeyen iletişim ve sinyallerin alınmasına sebep olabilir, bu yüzden bozukluğa sebep olabilir. Bu yüzden, radyo frekans sinyalleri ile ilgili eşleşme imkansızlığına özel dikkat vermelidir çünkü hızlı ve özel tolerans vardır.

RF iletişim hatları, RF sinyallerini özel bir IC altyapısından PCB'ye aktarmak için impedance kontrolü gerekiyor. Bu iletişim hatları dışarıdaki, üst ve aşağıdaki katlarda uygulanabilir ya da orta katlarda tasarlanılabilir.

PCB RF tasarım düzeninde kullanılan metodlar mikrostrip çizgilerdir, uzaklaştırılmış strip çizgilerdir, koplanar dalga rehberleri, ya da yerleştirmedir. Mikrostrip çizgi, doğrudan a şağıdaki bir uçağın tüm ya da bir parçasından oluşur. Genel mikrostrip çizgi yapılarındaki özellikli impedans 50_den 75_.

Durumlu strip çizgileri bir sürücü ve sesli baskı yöntemidir. Çizgi iç kattaki sabit genişliğin ve yukarıdaki büyük bir yer yüzeyinden ve merkez yöneticinin altında oluşturuyor. Yer seviyesi güç katmanın ortasında çarpılıyor. Bu çok etkili bir yerleştirme etkisi sağlıyor. Bu PCB RF sinyal düzenlemesi için tercih edilmiş bir yöntem.

Coplanar dalga rehberleri, RF çizgilerinin yakınlarında ve yolculuklarının yakınlarında olması gereken çizgilerinin daha iyi izolasyonu sağlar. Ortam, üzerinde ya da altında bir yeryüzü yöneticisi ve yeryüzü uçaklarından oluşur. Radyo frekansı sinyallerini yayınlamanın en iyi yolu strip çizgisini ya da koplanar dalga rehberini durdurmak. Bu iki metod sinyal ve RF çizgi arasında daha iyi izolasyon sağlayabilir.

Böyle denilen "delik çubuğu" koplanar dalga rehberinin her iki tarafında tavsiye edildi. Bu yöntem, merkez yöneticinin her metal katında yerleştirme delikleri sağlar. Ortada çalışan ana yol her tarafta çitler var, bu yüzden dönüş akışı için a şağıdaki stratum'a kısayol sağlıyor. Bu yöntem radyo frekansı sinyalinin yüksek parça etkisiyle ilgili ses seviyesini azaltır. 4.5'in dielektrik konstantı yarı tedavi edilmiş FR4 materyalinin aynısı kalır. Yarı tedavi edilmiş çarşafın dielektrik konstantı, mikrostrip çizgisinden, strip çizgisinden veya offset çizgisinden yaklaşık 3.8 ile 3.9.

Yer seviyesini kullanan bazı aygıtlarda, kör delikler enerji kapasitesinin etkinliğini iyileştirmek ve cihazdan yere uzak yolları sağlamak için kullanılabilir. Yere dönüş yolu, deliğin uzunluğunu kısayabilir. Bu iki amaç ulaşabilir. Sadece sıçrama veya toprak oluşturuyorsunuz, ancak küçük patlama ile aygıtların iletişim mesafesini de azaltıyorsunuz. Bu da önemli bir RF tasarım faktörü.