Плата IoT — это три компонента на одной подложке
Подключенный продукт должен одновременно выполнять три задачи: передавать и принимать радиосигнал, работать в течение нескольких месяцев от небольшой батареи и измерять реальные параметры с помощью сенсорного интерфейса. Каждая из этих задач накладывает ограничения на способ сборки платы, а не только на ее конструкцию.
1. Радиомодулю необходима защита от помех
Характеристики антенны определяются ее геометрией. Медь, заземляющие плоскости, металлические корпуса и батареи — все это изменяет настройку, и эффект настолько велик, что плата, прошедшая проверку на проводимость, может выйти из строя в корпусе.
С точки зрения сборки это означает, что защита от помех рассматривается как реальная особенность: внутри нет меди, компонентов, покрытия и маркировки. Эта область отмечается на сборочном чертеже, маскируется перед любым этапом нанесения покрытия и проверяется на первом этапе изготовления образца — потому что после заливки или помещения устройства в корпус ничего исправить нельзя.
2. Энергетический бюджет — это технологический вопрос
Ток в спящем режиме измеряется в микроамперах, и на этом уровне загрязнение имеет значение. Остатки флюса на высокоимпедансном узле, влага внутри корпуса или покрытие, нанесенное на загрязненную плату, — все это создает пути утечки, невидимые при стандартном электрическом тестировании.
Именно поэтому устройство с батарейным питанием стоит очистить и проверить перед нанесением покрытия, а не считать «отсутствие очистки» само собой разумеющимся. Измерение является частью функционального тестирования: потребление тока в каждом режиме питания, а не просто наличие линий питания.
3. Тепловая конструкция в герметичном корпусе
Устройства IoT обычно небольшие и герметичные, поэтому теплу некуда деваться. Усилитель мощности, регулятор и радиомодуль, работающие вместе в закрытом корпусе, значительно повышают локальную температуру выше температуры окружающей среды, и точность датчика снижается вместе с ней.
Варианты сборки следующие: тепловые переходные отверстия под нагреваемой частью, металлический усилитель или теплоотвод в местах, где корпус может проводить тепло, и размещение компонентов таким образом, чтобы датчик температуры находился на расстоянии от регулятора.
4. Нанесение покрытия, но выборочно
Конформное покрытие защищает подключенное изделие от конденсации и является одним из немногих этапов после сборки, изменяющих электрические характеристики платы. Диэлектрическая постоянная покрытия смещает импеданс радиочастотных дорожек и расстраивает антенну, если оно нанесено внутри зоны ограничения.
Поэтому покрытие наносится выборочно: разъемы, контрольные точки, датчики давления и область антенны маскируются, а остальная часть платы покрывается до заданной толщины. Выбор между нанесением покрытия и заливкой компаундом описан в разделе сравнение покрытий.
5. Тестирование продукта
IoT-сборка может пройти проверку AOI, ICT и проверку при включении питания, но при этом не пройти единственный важный тест: проверку радиосвязи на границе диапазона, проверку показаний датчика под нагрузкой, проверку тока в спящем режиме.
Поэтому функциональное тестирование запускает прошивку, измеряет ток в каждом состоянии и проверяет радиочастоту с помощью приспособления, которое не расстраивает антенну. Если в конструкции используются радиочастотные дорожки на ламинате Rogers, Arlon, Taconic или Nelco, импеданс поддерживается в пределах ±10 % и проверяется по всей структуре платы.
Что нужно отправить для получения коммерческого предложения
Набор файлов Gerber, спецификацию материалов (BOM), сборочный чертеж с защитной маской для антенны и покрытием, версию прошивки для функционального тестирования и спецификацию тестирования для каждого состояния питания. Прототипы возвращаются через 1–3 дня; детали 01005 и 0201, смешанная технология и селективное покрытие — все они производятся на одних и тех же четырех линиях поверхностного монтажа.
Технологические ограничения находятся на Страница, посвященная производству печатных плат; контекст применения подключенных устройств находится на бытовая электроника и телекоммуникации страницы.
