由于它们的尺寸和尺寸较小,对于不断增长的可穿戴物联网市场,几乎没有印刷电路板标准。在它们出现之前,我们必须依赖我们所了解的关于板级开发和制造经验的知识,并仔细考虑如何将它们应用于那里出现的独特挑战。我们应该特别关注的三个领域是:电路板表面材料、射频/微波设计和射频传输线。
PCB 材料PCB 层由层压板组成,层压板可以由 FR4(纤维增强环氧树脂)、聚酰亚胺或 罗杰斯材料或层压板。
制成,不同层之间的绝缘称为预浸料。
可穿戴设备需要高度的可靠性,当 PCB 设计人员面临选择使用 FR4(成本效益的 PCB 制造材料)还是更先进、更昂贵的材料时,这就成为一个问题。
如果可穿戴 PCB 应用需要高速、高频材料,FR4 可能不是答案。FR4 的介电常数 (Dk) 为 4.5,而更先进的罗杰斯 4003 系列材料的介电常数为 3.55,而其配套系列罗杰斯 4350 的介电常数为 3.66。
层压板的 Dk 是指与真空中的那对导体相比,层压板附近的一对导体之间的电容或能量。在高频下,希望损耗非常小,因此 Rogers 4350 的 Dk 为 3.66 对于高频电路而言更理想,而 FR4 的 Dk 为 4.5。
通常,可穿戴设备的层数从四层到八层不等。层结构是这样的,如果它是八层 PCB,它会提供足够的接地层和电源层以将布线层夹在中间。因此,串扰中的纹波效应保持在限度,并且电磁干扰或 EMI 显着降低。
在电路板布局阶段,布局时间表是接地层紧邻配电层。这会产生低纹波效应,系统噪声几乎降至零。这对于 RF 子系统尤为重要。
与罗杰斯的材料相比,FR4 具有较高的耗散因数 (Df),尤其是在高频时。更高性能 FR4 层压板的 Df 值在 0.002 范围内,比普通 FR4 好一个数量级。然而,罗杰斯的层压板为 0.001 或更小。因此,当 FR4 材料经受高频时,会产生有意义的插入损耗差异。插入损耗定义为在从 A 点到 B 点传输过程中由于使用 FR4、Rogers 或其他材料等层压板而导致的信号功率损耗。