亿佰特2.4G射频无线通信模块结构

　　在工业无线传感网络搭建、短距离设备数据交互场景里，这类2.4G频段的射频模块是很常见的核心通信部件，很多做物联网终端、工业数据采集节点的结构工程师，在做板级布局、设备壳体设计的时候，都需要精准的模块三维模型来核对安装间隙、避让周边元器件。做这类模块的三维建模时，首先要考虑的是实际生产中的贴片工艺要求，模块本身的板厚、焊盘位置、屏蔽罩的突出高度都要和实物完全对齐，不然PCB投板回来之后，模块贴装会出现偏移、壳体合盖时顶到屏蔽罩的问题。

　　从实际应用场景来看，这类射频模块常被用在智能仓储的货位数据采集、工业机器人的末端传感器信号回传、小型物联网终端的无线数据传输环节，相比同频段的普通射频模块，这款带PA功放与LNA低噪声放大的版本，在同等发射功率下通信距离更远，接收弱信号的能力更强，适合在有一定金属遮挡的工业车间环境里使用。建模的时候要特别注意天线区域的净空要求，模块标注的天线位置周边，在三维装配里要预留出足够的无金属区域，不能把金属结构件、电池、大尺寸电解电容放在天线净空区里，不然会直接影响天线的驻波比，导致通信距离缩水、信号不稳定。

　　从结构设计思路来说，这类模块的外形采用标准的贴片式封装，引脚间距按照常规SMT工艺的要求设计，兼容市面上多数通用的射频模块封装尺寸，方便硬件工程师做物料替代的时候不需要重新改PCB封装。建模过程中，要把模块表面的屏蔽罩圆角、丝印标识的位置、引脚的伸出长度都做精准还原，屏蔽罩的厚度不能忽略，很多新手建模的时候容易把屏蔽罩做成薄片，实际生产中屏蔽罩是有0.2mm左右的冲压厚度的，如果忽略这个尺寸，在做整机装配干涉检查的时候，就会出现预留间隙不足的问题。模块的整体厚度控制在合理范围内，适配多数薄型物联网终端的壳体内部空间，安装的时候不需要额外做固定柱，直接通过SMT贴片焊接在主板上即可，建模时要把焊盘的高度差做出来，还原实际焊接后的模块与主板之间的微小间隙，方便结构工程师评估导热垫的厚度选择，如果模块工作时发热较大，这个间隙里填充的导热垫厚度要和模型里的间隙完全匹配，才能保证导热效果。

　　在做整机布局的时候，要注意模块的安装位置尽量远离开关电源、电机驱动这类强电磁干扰源，三维模型里可以提前标注出模块的敏感区域，提醒结构设计人员在做EMC防护的时候，在模块周边预留屏蔽弹片的安装位置。另外模块的边角做了小倒角处理，建模时还原这个细节，是因为在自动化贴片生产线上，倒角可以方便吸嘴拾取模块的时候定位更准确，减少抛料率。很多工程师在做这类电子模块建模的时候，容易只做外形方块，忽略引脚的细节、屏蔽罩的凹凸结构，实际上这些细节在做装配检查、生产工艺模拟的时候都是必不可少的，比如引脚的成型角度如果和实物不符，在做焊接应力模拟的时候就会得出错误的结果，可能导致实际生产中出现引脚虚焊、模块脱落的问题。

　　从安装边界来看，模块的长宽尺寸适配标准的邮票孔贴片封装，在主板上预留的安装区域要比模块本身的外形各大出1mm左右的工艺间隙，方便贴片的时候的对位误差调整，三维模型里要把这个安装边界的参考线做出来，方便layout工程师在画PCB的时候准确预留位置。同时模块的天线端不要靠近PCB的板边，也不要被金属壳体完全包裹，如果是金属外壳的设备，要在对应天线的位置开非金属窗口，建模的时候可以把这个窗口的位置和模块天线位置做对齐参考，减少后期结构整改的工作量。这类射频模块的三维模型，核心价值不是做外观展示，而是给结构、硬件、工艺工程师提供精准的尺寸参考，从板级布局到整机装配，再到生产工艺的全流程都能用到，精准的模型可以大幅减少打样次数，缩短产品开发周期，避免因为尺寸不符导致的结构返工、性能不达标等问题。