最佳IIoT高频PCB布局指南

与互联网类似，工业4.0或工业物联网（IIoT）的简称是基于通过电子和高频PCB组成的高速网络将设备，设备，人员甚至工厂连接在一起的。在工厂内部，网络上可能存在的设备类型取决于所生产的产品。这给协调和同步提出了挑战，以确保所有基于电子的系统，无论是半自主的还是完全自主的，人员都及时接收生产操作所需的数据和信息。在大多数情况下，在系统之间执行发送，处理和接收的板是高速或高频的。

的 物联网工业板开发要求您遵循准则以纳入生产设施的环境条件。这对于高频PCB布局也是必需的。让我们看一下这些板的应用程序以及如何优化其布局，但首先，让我们尝试清楚地定义什么是IIoT。

工业4.0，物联网和IIoT

今天，我们正处于第四次工业革命的初期。当前商品生产的转变，即工业4.0，不仅在改变产品的制造概念和过程，而且也在改变这些产品的制造方式。这包括新设备，系统功能和功能以及电子设备，以及PCB开发。

工业4.0有时是工业物联网或IIoT的同义词。在某些情况下，这种缺乏区分的理由可能是合理的，因为使用物联网架构，系统和概念是实现智能，自主工厂运营和协作的重要组成部分。但是，花一点时间来澄清这些术语将对我们很有帮助。

l 工业4.0是指利用自动化，机器人技术，物联网和数据集成来创建智能工厂。这些工厂采用设备，机器人和计算技术来以一定程度的自主权来管理和控制制造操作。

l 物联网或物联网是指使用软件和计算来互连结构化体系结构中的设备，设备和过程，从而可以在设备和设备之间自主进行数据和信息传输，而无需人工监督或干预。这包括远程链接和控制操作，通常涉及云计算。

l IIoT或工业物联网是指IoT概念，体系结构和设备的实施，以协助工厂或生产设施实现工厂内部和外部设备与设备之间的操作和通信自动化。

IIoT系统的主要要求是能够传输，接收和处理高频信号。这些功能由系统中使用的高频板执行。

高频IIoT板应用

IIoT的高频或高速可能包含以下信号类型：

IIoT高频信号类型

l 来自电子，气动或其他设备的数据或测量

l 来自传感器的高分辨率图像数据

l 来自摄像机的视频，用于质量控制和过程安全

这些信号通常通过无线网络进行处理，以在工厂内的设备，机器人或协作机器人与人员之间进行通信。因此，可能需要IIoT板以数十兆赫至数十GHz的速度处理多种信号类型以进行WiFi传输，更不用说功率分配可能包括大电流走线。为了有效运行，必须将这些信号联网并分配到各个级别。物联网架构 最佳。

如何针对IIoT应用优化高频PCB布局

在IIoT系统中使用的高速板必须遵循 高频PCB布局指南遵守合同制造商的DFM约束。根据类型或布局的考虑，布局设计会更加复杂自动化水平。考虑到这些和其他环境因素，您的PCB布局设计必须遵循定义明确的准则，其中应包括以下内容：

IIoT板的高频PCB布局指南

l 选择适合环境的材料

工业环境中的电路板可能会受到振动或持续运动。为了提高耐用性，可以使用可承受这些压力的柔性板。但是，建筑柔性板会削弱板材料，例如基本FR4。因此，您应该选择用于高速信号传播和耐用性的材料。

l 在紧凑性与EMI问题之间取得平衡

小型板几乎可以安装在任何地方，因此非常需要。但是，紧凑性意味着复杂性，可能给电路板制造带来压力。减小的空间还意味着走线，组件和其他电路板之间的间距较小，这增加了由于高频信号和开关引起的EMI成为问题的可能性。因此，您必须在紧凑性和信号完整性之间取得平衡。

l 特别注意散热和分配

无论您的电路板在工厂中位于何处，都可能要考虑高温。当与电路板本身产生的热量结合在一起时，散热和分布可能会成为严重的问题，这可能会改变电路板的介电常数并进而改变其阻抗。对于高频，这可能会对信号完整性产生负面影响。因此，您应该使用仿真来评估您的电路板在这些条件下的响应方式，并选择材料，空间组件和元素，并在必要时包括散热装置。

l 使用足够的保形涂料

水分，氧化以及诸如滴油之类的液体可能会对您的电路板造成危害，具体取决于其位置。如果这些液体或其他污染物落在电路板上，则会引起反射和折射，从而削弱信号流。最好的防御方法是采用保形涂层来保护您的组件和走线免受其环境的影响。

IIoT板要求具备高速传输数据和信息的能力。但是，这些PCB的布局还需要考虑其他大多数商业电路板设计所不需要的注意事项。通过遵循上面列出的准则，并与可以按要求的规格和质量构建电路板的CM合作，可以确保在工厂中部署后的可靠性。