Βασικές Απαιτήσεις Κατασκευής για Πλακέτες Τυπωμένων Κυκλωμάτων (PCB) Υψηλής Συχνότητας Ασύρματης Επικοινωνίας

Αντιμετωπίζετε αυξανόμενη πίεση για να συμβαδίσετε με τις νέες ανάγκες ασύρματων επικοινωνιών. Τα PCB υψηλής συχνότητας αναπτύσσονται ταχύτερα από τα κανονικά PCB λόγω της ανόδου των δικτύων 5G και των νέων εφαρμογών IoT. Αυτά τα σχέδια υψηλής συχνότητας χρησιμοποιούν πλαστικοποιημένα υλικά PTFE και Rogers αντί για τυπικές πλακέτες FR4. Αυτά τα υλικά μειώνουν την απώλεια σήματος έως και 40% και βελτιώνουν τη μετάδοση δεδομένων. Η LT CIRCUIT είναι ένας αξιόπιστος συνεργάτης που προσφέρει προηγμένες λύσεις κατασκευής που βοηθούν στη διατήρηση ισχυρών και αξιόπιστων σημάτων. Επίσης, διασφαλίζουν ότι παραμένετε συμβατοί σε αυτόν τον ταχέως εξελισσόμενο τομέα των ασύρματων επικοινωνιών.

Βασικά σημεία

# Επιλέξτε ειδικά υλικά όπως πλαστικοποιημένα υλικά PTFE ή Rogers. Αυτά βοηθούν στη μείωση της απώλειας σήματος και κάνουν την ασύρματη επικοινωνία να λειτουργεί καλύτερα.

# Ελέγξτε την σύνθετη αντίσταση ταιριάζοντας το πλάτος και την απόσταση των ιχνών. Αυτό διατηρεί τα σήματα ισχυρά και βοηθά στην αποφυγή λαθών.

# Χρησιμοποιήστε ακριβείς μεθόδους κατασκευής, όπως προηγμένη χάραξη και προσεκτική διάτρηση. Αυτό βοηθά στην κατασκευή PCB υψηλής συχνότητας που λειτουργούν καλά.

# Ακολουθήστε αυστηρό έλεγχο ποιότητας και δοκιμές, όπως πρότυπα EMC και FCC. Αυτό διασφαλίζει ότι η συσκευή σας λειτουργεί σωστά και ακολουθεί τους κανόνες.

# Χειριστείτε τη θερμότητα και την απώλεια σήματος με καλά θερμικά σχέδια και υλικά χαμηλής απώλειας. Αυτό διατηρεί το PCB σας σταθερό και το βοηθά να διαρκέσει περισσότερο.

Υλικά

Υποστρώματα

Η επιλογή του σωστού υποστρώματος βοηθά το PCB σας να λειτουργεί καλά στις ασύρματες επικοινωνίες. Κάθε υλικό έχει τα δικά του πλεονεκτήματα για σχέδια υψηλής συχνότητας. Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει κοινά υλικά υποστρώματος και τι τα κάνει ξεχωριστά:

Σημείωση: Το 2024, η περιοχή Ασίας-Ειρηνικού είναι η κορυφαία αγορά για υποστρώματα PCB υψηλής συχνότητας, με περισσότερο από το 48% της αγοράς.

Διηλεκτρικές ιδιότητες

Οι διηλεκτρικές ιδιότητες είναι πολύ σημαντικές για την αποστολή σημάτων, ειδικά πάνω από 10 GHz. Θέλετε υλικά με χαμηλές διηλεκτρικές σταθερές (Dk) και χαμηλούς παράγοντες απώλειας (Df). Αυτά βοηθούν στη διατήρηση ισχυρών σημάτων και στη μείωση της απώλειας. Τα υλικά Rogers έχουν τιμές Dk από 3,38 έως 3,55 και Df τόσο χαμηλό όσο 0,002. Τα υλικά Isola έχουν λίγο υψηλότερο Dk και Df, οπότε υπάρχει λίγο περισσότερη απώλεια σήματος, αλλά είναι ευκολότερα στην κατασκευή. Τα υποστρώματα με βάση το Teflon έχουν το χαμηλότερο Dk και Df, οπότε είναι καλύτερα για πολύ υψηλής συχνότητας χρήσεις.

Οι ειδικοί λένε ότι θα πρέπει να χρησιμοποιείτε υλικά με Df κάτω από 0,005 στα 10 GHz. Αυτό διατηρεί την απώλεια σήματος και τη θερμότητα χαμηλά, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για τις ασύρματες επικοινωνίες.

Θερμική διαχείριση

Τα PCB υψηλής συχνότητας θερμαίνονται περισσότερο από τα κανονικά. Πρέπει να ελέγξετε αυτή τη θερμότητα για να διατηρήσετε την πλακέτα σας να λειτουργεί καλά. Τα PCB με μεταλλικό πυρήνα, όπως αυτά με αλουμίνιο ή χαλκό, απομακρύνουν τη θερμότητα γρήγορα. Έχουν θερμική αγωγιμότητα από 5 έως 400 W/mK. Αυτό είναι πολύ καλύτερο από το FR4, το οποίο φτάνει μόνο τα 0,4 W/mK. Η χρήση PCB με μεταλλικό πυρήνα βοηθά στην γρήγορη ψύξη της πλακέτας σας. Αυτό είναι σημαντικό για πράγματα όπως ασύρματοι δρομολογητές, σταθμοί βάσης και δορυφόροι.

Πρότυπα IPC-2221 σας βοηθούν να επιλέξετε υλικά με χαμηλή διηλεκτρική σταθερά, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, χαμηλή απορρόφηση υγρασίας και ισχυρή μηχανική αντοχή. Εάν ακολουθήσετε αυτά τα πρότυπα, το PCB σας θα λειτουργήσει καλά για ασύρματες επικοινωνίες υψηλής συχνότητας.

Σχεδιασμός

Έλεγχος σύνθετης αντίστασης

Η σωστή σύνθετη αντίσταση είναι πολύ σημαντική για τις ασύρματες επικοινωνίες υψηλής συχνότητας. Πρέπει να βεβαιωθείτε ότι τα ίχνη PCB ταιριάζουν με την τυπική σύνθετη αντίσταση του συστήματος, η οποία είναι συνήθως 50 Ohms. Αυτό βοηθά στην αποφυγή ανακλάσεων σήματος και απώλειας ισχύος. Εάν η σύνθετη αντίσταση δεν ταιριάζει, τα σήματα μπορούν να αναπηδήσουν. Αυτό προκαλεί κουδούνισμα και λάθη δεδομένων. Αυτά τα προβλήματα επιδεινώνονται όταν η συχνότητα αυξάνεται. Μπορείτε να σταματήσετε αυτά τα ζητήματα χρησιμοποιώντας ίχνη ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης. Βεβαιωθείτε ότι η πηγή, ο δέκτης και τα ίχνη έχουν την ίδια σύνθετη αντίσταση.

Οι κανόνες της βιομηχανίας λένε ότι θα πρέπει να διατηρείτε την ανοχή σύνθετης αντίστασης μεταξύ ±1% και ±2% για ίχνη PCB ασύρματου δικτύου υψηλής συχνότητας. Αυτός ο στενός έλεγχος διατηρεί τα σήματα ισχυρά και τα συστήματα να λειτουργούν καλά.

Εάν η σύνθετη αντίσταση δεν ταιριάζει σε ίχνη PCB υψηλής συχνότητας, τα σήματα αναπηδούν και εξασθενούν. Αυτό βλάπτει την ποιότητα του σήματος. Τα εξαρτήματα και τα ίχνη κατασκευάζονται για μια συγκεκριμένη σύνθετη αντίσταση για να αποτρέψουν αυτό να συμβεί. Όταν η συχνότητα αυξάνεται, η απώλεια εισαγωγής επιδεινώνεται πολύ εάν η σύνθετη αντίσταση δεν ταιριάζει. Η καλή αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης διατηρεί τις ανακλάσεις και την απώλεια ισχύος χαμηλά. Αυτό βοηθά στη διατήρηση των σημάτων καθαρά στις ασύρματες επικοινωνίες.

Ακεραιότητα σήματος

Η ακεραιότητα του σήματος σημαίνει τη διατήρηση των σημάτων ισχυρών και καθαρών καθώς κινούνται στην πλακέτα PCB. Τα σήματα υψηλής συχνότητας μπορεί να έχουν προβλήματα όπως διασταυρούμενη συνομιλία, καθυστέρηση μετάδοσης και σφάλματα χρονισμού ρολογιού. Η διασταυρούμενη συνομιλία συμβαίνει όταν τα σήματα σε κοντινά ίχνη αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Μπορείτε να μειώσετε τη διασταυρούμενη συνομιλία κάνοντας τα ίχνη πιο μακριά. Η χρήση διαφορικής σηματοδοσίας και ιχνηλατών φρουράς βοηθά επίσης.

Συμβουλή: Κάντε την απόσταση των ιχνών τουλάχιστον τρεις φορές το πλάτος του ίχνους για να μειώσετε τη διασταυρούμενη συνομιλία και τις παρεμβολές.

Η καθυστέρηση μετάδοσης μπορεί να προκαλέσει λάθη χρονισμού και θόρυβο. Εάν τα ίχνη δεν έχουν το ίδιο μήκος, τα σήματα φτάνουν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Αυτό μπερδεύει το χρονισμό του ρολογιού. Μπορείτε να το διορθώσετε ταιριάζοντας τα μήκη των ιχνών με ελικοειδή μοτίβα. Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε όσο το δυνατόν λιγότερες διαβάσεις. Βάλτε διαβάσεις μετάβασης κοντά στις διαβάσεις σήματος όταν τα σήματα αλλάζουν επίπεδα αναφοράς. Χρησιμοποιήστε εργαλεία προσομοίωσης για να βρείτε και να διορθώσετε προβλήματα ακεραιότητας σήματος πριν φτιάξετε την πλακέτα.

EMI/EMC

Οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) είναι μεγάλα προβλήματα στις ασύρματες επικοινωνίες. Το EMI μπορεί να δημιουργήσει θόρυβο και να προκαλέσει απώλεια σήματος. Το EMC διασφαλίζει ότι το PCB σας δεν επηρεάζει άλλες συσκευές. Μπορείτε να μειώσετε το EMI και να διατηρήσετε το EMC ακολουθώντας αυτές τις συμβουλές διάταξης:

1. Τοποθετήστε παρόμοια εξαρτήματα (αναλογικά και ψηφιακά) σε ξεχωριστές ομάδες για να μειώσετε τη διασταυρούμενη συνομιλία.

2. Τοποθετήστε πυκνωτές αποσύνδεσης κοντά στις ακίδες τροφοδοσίας για να μπλοκάρετε τον θόρυβο υψηλής συχνότητας.

3. Διατηρήστε τα ίχνη σήματος κοντά και ευθεία, ώστε να μην λειτουργούν σαν κεραίες.

4. Διατηρήστε τον έλεγχο σύνθετης αντίστασης για σημαντικά σήματα.

5. Μην χρησιμοποιείτε αιχμηρές γωνίες. χρησιμοποιήστε γωνίες 45 μοιρών ή καμπύλες.

6. Χρησιμοποιήστε διαφορικά ζεύγη για γρήγορα σήματα.

7. Τοποθετήστε συμπαγή επίπεδα γείωσης κάτω από τα στρώματα σήματος.

8. Μην χωρίζετε τα επίπεδα γείωσης για να σταματήσετε τους βρόχους EMI.

9. Τοποθετήστε διαβάσεις γείωσης κοντά στις ακίδες εξαρτημάτων.

10. Καλύψτε ευαίσθητες περιοχές με μεταλλικές ασπίδες ή χυτά χαλκού γείωσης.

11. Κάντε τις περιοχές βρόχου σε διαδρομές ισχύος και σήματος όσο το δυνατόν μικρότερες.

Στείλτε το αίτημά σας απευθείας σε εμάς