PCB Teknik - Akıllı giyinebilir PCB tasarımı PCB tahtası

Küçük boyutlu ve boyutlu sayesinde, akıllı giyinebilir IoT pazarı için neredeyse hazır yapılmış devre tahtası standarti yok. Bu standartlar ortaya çıkmadan önce, board seviyesi geliştirmesinde öğrendiği bilgi ve üretim deneyimini güvenmeliyiz ve onları eşsiz yenilenen sorunlara nasıl uygulayacağımızı düşünmeliyiz. Özel dikkatimizi gereken üç bölge var. Bunlar: PCB tahta yüzeysel materyaller, radyo frekansı/mikro dalga tasarımı ve radyo frekansı yayılma hatları.

PCB materyal PCB genelde laminatlardan oluşur. Bu fiber-güçlü epoksi resin (FR4), poliimit, Rogers materyallerinden veya diğer laminat materyallerinden oluşabilir. Farklı katlar arasındaki insulating materyali preprepreg.Akıllı takılabilir aygıtlar yüksek güveniliğe ihtiyaç duyuyor, yani öğretmenler FR4 (en pahalı etkili PCB üretim maddeleri) ya da daha gelişmiş ve pahalı maddeler kullanmak seçeneği ile karşılaştığında bu bir sorun olacak. Akıllı yorucu PCB uygulamaları yüksek hızlı, yüksek frekans materyalleri gerekirse, FR4 en iyi seçenek olamaz. FR4'nin dielektrik konstantı (Dk) 4.5'dir, daha gelişmiş Rogers 4003 seri materyalinin dielektrik konstantı 3.55'dir, ve kardeş serisinin dielektrik konstantı Rogers 4350'dir. Çoklukatı devre tahtasının çubuğu diagram ı, FR4 materyali ve Rogers 4350'yu ve temel katının kalıntısını gösteriyor. Laminatın dielektrik konstantı, laminatın yakın bir çift yönetici arasındaki kapasitenin ya da enerjinin oranını, vakuumda yöneticilerin çift arasındaki kapasitenin ya da enerjinin oranını anlatır. Yüksek frekanslarda küçük bir kaybı olmak en iyisi, bu yüzden dielektrik koefitörü 3. Roger 4350 of 66 is more suitable for higher frequency applications than FR4, which has a dielectric constant of 4.5. Normal koşullarda, akıllı takılabilir aygıtlar için PCB katlarının sayısı 4'den 8 katına kadar uzaktadır. Sınıf in şaatı prensipi, eğer 8 katı PCB olursa, yeterince toprak, güç katlarını sağlayabilir ve ortadaki sürücü katını sandviç edebilir. Bu şekilde, karıştırma etkisi en azından tutabilir ve elektromagnetik etkisi önemli olarak azaltabilir. Devre tahtası dizaynı sahasında, dizayn plan ı genellikle enerji dağıtım katına büyük bir yer katını koymak. Bu çok düşük bir parça etkisi oluşturabilir ve sistem gürültüsü de neredeyse sıfıra düşürülebilir. Bu radiyofrekans altı sistemi için özellikle önemli. Rogers materyali ile karşılaştırıldığında, FR4'nin yüksek dağıtım faktörü (Df), özellikle yüksek frekanslarda. Yüksek performansın FR4 laminatları için Df değeri 0,002'dir. Bu, normal FR4'den daha iyi bir büyüklük sırası. Ancak Rogers'ın takımı sadece 0,001 veya daha küçük. FR4 materyali yüksek frekans uygulamaları için kullanıldığında, giriş kaybında önemli bir fark olacak. İçeri kaybı, FR4, Rogers veya diğer materyaller kullandığında A noktadan B noktadan sinyalin güç kaybı olarak tanımlanır.

Yapılandırma sorunu “ Akıllı takılabilir PCB’ler daha sert impedans kontrolü gerekiyor. Bu akıllı takılabilir aygıtlar için önemli bir faktor. Etkileyici eşleştirmesi temizleyecek sinyal transmisini üretebilir. Daha önce, izler taşıyan sinyal standart toleransi %10. Bu indikator bugün yüksek frekans ve yüksek hızlı devreler için yeterince iyi değil. Şimdiki gerekli ±7%, bazı durumlarda %5 ya da az. Bu parametre ve diğer değişkenler, özellikle sıkı impedans kontrolü ile bu akıllı takılabilir PCB'lerin üretimini ciddiye etkileyecek ve bu yüzden üretilebilecek ticaret sayısını sınırlayacak . Rogers UHF materyallerinden yapılmış laminatın dielektrik sürekli toleransi genelde ±2%'de tutuluyor ve bazı ürünler ±1% bile ulaşabilir. Farklı olarak, FR4 laminatının dielektrik sürekli toleransi %10 kadar yüksektir. Bu iki materyali karşılaştırın, Rogers'ın giriş kaybının özellikle düşük olduğunu bulabilir. Gelenekli FR4 maddeleri ile karşılaştırıldı, Rogers takımının kaybı ve yerleştirme kaybı yarısı aşağıdır. Çoğunda, maliyetin en önemlisi. Ancak Rogers, kabul edilebilir fiyatla relatively düşük kaybı yüksek frekans laminat performansını sağlayabilir. Reklamlı uygulamalar için Rogers epoksi tabanlı FR4 ile hibrid bir PCB oluşturulabilir, bazıları Rogers maddelerinden oluşturulmuş ve diğer katlar FR4'den oluşturulmuş. Rogers takımını seçtiğinde, frekans ilk düşünce. Frekans 500MHz'den fazla olduğunda, PCB tasarımcıları Rogers materyallerini seçmeye çalışıyor, özellikle RF/mikrodalga devreleri için, çünkü bu materyaller yukarıdaki izler impedance tarafından kesinlikle kontrol edildiğinde daha yüksek performans sağlayabilir. FR4 materyaliyle karşılaştırıldı, Rogers materyali de düşük dielektrik kaybını sağlayabilir ve onun dielektrik constant geniş frekans menzilinde stabil. Ayrıca Rogers materyali yüksek frekans operasyonu tarafından gereken ideal düşük giriş kaybı performansını sağlayabilir. Rogers 4000 seri materyallerin Thermal Expansion (CTE) koeficientü mükemmel boyutlu stabiliyeti var. Bu, FR4 ile karşılaştırıldığında, PCB soğuk, sıcak ve çok sıcak refloz döngüsü sürdüğünde devre tahtasının sıcaklık genişlemesi ve kontraksiyonu yüksek frekans ve yüksek sıcaklık döngüsü altında stabil bir sınırda tutabilir. Karıştırılmış çöplük durumunda, Rogers ve yüksek performans FR4'i birlikte karıştırmak ortak üretim süreci teknolojisini kullanmak kolay, bu yüzden yüksek üretim yiyeceğini elde etmek relatively kolay. Rogers takımı hazırlık süreciyle özel bir şey gerekmiyor . Normal FR4 çok güvenilir elektrik performansını ulaşamaz, fakat yüksek performanslı FR4 materyalleri, yüksek Tg gibi güvenilir özellikleri vardır, hala relativ düşük maliyetlerdir ve basit ses tasarımından Complex mikrodalga uygulamalarına kadar geniş bir dizi uygulamalarda kullanılabilir.