可穿戴PCB設(shè)計需要關(guān)注的幾個關(guān)鍵

由于體積和尺寸都很小，對日益增長的可穿戴物聯(lián)網(wǎng)市場來說幾乎沒有現(xiàn)成的印刷電路板標準。在這些標準面世之前，我們不得不依靠在板級開發(fā)中所學(xué)的知識和制造經(jīng)驗，并思考如何將它們應(yīng)用于獨特的新興挑戰(zhàn)。有三個領(lǐng)域需要我們特別加以關(guān)注，它們是：電路板表面材料，射頻／微波設(shè)計和射頻傳輸線。

PCB一般由疊層組成，這些疊層可能用纖維增強型環(huán)氧樹脂（FR4）、聚酰亞胺或羅杰斯（Rogers）材料或其它層壓材料制造。不同層之間的絕緣材料被稱為半固化片?？纱┐髟O(shè)備要求很高的可靠性，因此當(dāng)PCB設(shè)計師面臨著使用FR4（具有最高性價比的PCB制造材料）或更先進更昂貴材料的選擇時，這將成為一個問題。如果可穿戴PCB應(yīng)用要求高速、高頻材料，F(xiàn)R4可能不是最佳選擇。FR4的介電常數(shù)（Dk）是4．5，更先進的Rogers 4003系列材料的介電常數(shù)是3．55，而兄弟系列Rogers 4350的介電常數(shù)是3．66。多層電路板的疊層圖，圖中展示了FR4材料和Rogers 4350以及核心層厚度。

    一個疊層的介電常數(shù)指的是疊層附近一對導(dǎo)體之間的電容或能量與真空中這對導(dǎo)體之間電容或能量的比值。在高頻時，最好是有很小的損耗，因此，介電系數(shù)為3． 66的Roger 4350比介電常數(shù)是4．5的FR4更適合更高頻率的應(yīng)用。

    正常情況下，可穿戴設(shè)備用的PCB層數(shù)從4層到8層。層的構(gòu)建原則是，如果是8層PCB，它應(yīng)能提供足夠的地層和電源層并將布線層夾在中間。這樣，串?dāng)_中的紋波效應(yīng)就能保持最小，并能顯著減少電磁干擾（EMI）。

    在電路板版圖設(shè)計階段，版圖安排方案一般是將大塊地層緊靠電源分配層。這樣可以形成很低的紋波效應(yīng)，系統(tǒng)噪聲也能被減小到幾乎為零。這對射頻子系統(tǒng)來說尤其重要。與Rogers材料相比，F(xiàn)R4具有較高的耗散因數(shù)（Df），特別是在高頻的時候。對于更高性能的FR4疊層來說，Df值在0．002左右，比普通FR4要好一個數(shù)量級。不過Rogers的疊層只有0．001或更小。當(dāng)將FR4材料用于高頻應(yīng)用時，就會在插損方面產(chǎn)生明顯的差異。插損被定義為在使用FR4、Rogers或其它材料時信號從A點傳輸?shù)紹點的功率損失。