Zusätzlich zur Impedanz der HF-Signalleitung müssen bei der laminierten Struktur der HF-PCB-Einzelplatine auch Aspekte wie Wärmeableitung, Strom, Geräte, EMV, Struktur und Skin-Effekt berücksichtigt werden. Normalerweise beschäftigen wir uns mit dem Schichten und Stapeln von mehrschichtigen Leiterplatten. Befolgen Sie einige Grundprinzipien:

A) Jede Schicht der HF-Leiterplatte ist mit einer großen Fläche ohne Leistungsebene bedeckt. Die oberen und unteren angrenzenden Schichten der HF-Verkabelungsschicht sollten Masseebenen sein.

Auch wenn es sich um eine Digital-Analog-Mischplatine handelt, kann der digitale Teil über eine Leistungsebene verfügen, der HF-Bereich muss jedoch dennoch den Anforderungen einer großflächigen Pflasterung auf jeder Etage genügen.

B) Beim HF-Doppelpanel ist die obere Schicht die Signalschicht und die untere Schicht die Masseebene.

Vierschichtige HF-Einzelplatine, die oberste Schicht ist die Signalschicht, die zweite und vierte Schicht sind Masseebenen und die dritte Schicht ist für Strom- und Steuerleitungen vorgesehen. In besonderen Fällen können einige HF-Signalleitungen auf der dritten Schicht verwendet werden. Weitere Schichten von HF-Platinen und so weiter.
C) Bei der HF-Rückwandplatine sind sowohl die obere als auch die untere Oberflächenschicht geerdet. Um die durch Durchkontaktierungen und Anschlüsse verursachte Impedanzdiskontinuität zu reduzieren, verwenden die zweite, dritte, vierte und fünfte Schicht digitale Signale.

Die anderen Streifenleitungsschichten auf der Unterseite sind allesamt untere Signalschichten. Ebenso sollten die beiden benachbarten Schichten der HF-Signalschicht geerdet sein und jede Schicht sollte großflächig bedeckt sein.

D) Bei HF-Karten mit hoher Leistung und hohem Strom sollte die HF-Hauptverbindung auf der obersten Schicht platziert und mit einer breiteren Mikrostreifenleitung verbunden werden.

Dies begünstigt die Wärmeableitung und den Energieverlust und reduziert Drahtkorrosionsfehler.

E) Die Stromversorgungsebene des Digitalteils sollte nahe an der Erdungsebene liegen und unterhalb der Erdungsebene angeordnet sein.

Auf diese Weise kann die Kapazität zwischen den beiden Metallplatten als Glättungskondensator für die Stromversorgung genutzt werden und gleichzeitig kann die Masseebene auch den auf der Stromversorgungsebene verteilten Strahlungsstrom abschirmen.

Die spezifischen Anforderungen an die Stapelmethode und die Ebenenaufteilung können der von der EDA-Designabteilung herausgegebenen „20050818 Leiterplatten-Designspezifikation – EMV-Anforderungen“ entnommen werden. Die Online-Standards haben Vorrang.

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Anforderungen an die Verkabelung der HF-Platine
2.1 Ecke

Wenn die HF-Signalspuren im rechten Winkel verlaufen, nimmt die effektive Linienbreite an den Ecken zu, die Impedanz wird diskontinuierlich und verursacht Reflexionen. Daher ist es notwendig, die Ecken hauptsächlich auf zwei Arten zu bearbeiten: Eckenschneiden und Abrunden.

(1) Die abgeschnittene Ecke ist für relativ kleine Kurven geeignet und die anwendbare Frequenz der abgeschnittenen Ecke kann 10 GHz erreichen

(2) Der Radius des Bogenwinkels sollte groß genug sein. Generell gilt: R>3W.

2.2 Mikrostreifenverdrahtung

Die oberste Schicht der Leiterplatte überträgt das HF-Signal, und die ebene Schicht unter dem HF-Signal muss eine vollständige Masseebene sein, um eine Mikrostreifenleitungsstruktur zu bilden. Um die strukturelle Integrität der Mikrostreifenleitung sicherzustellen, gelten folgende Anforderungen:

(1) Die Kanten auf beiden Seiten der Mikrostreifenleitung müssen mindestens 3 W breit von der Kante der darunter liegenden Grundebene entfernt sein. Und im 3W-Bereich dürfen keine nicht geerdeten Vias vorhanden sein.

(2) Der Abstand zwischen der Mikrostreifenleitung und der Abschirmwand sollte über 2 W liegen. (Hinweis: W ist die Linienbreite).

(3) Entkoppelte Mikrostreifenleitungen in derselben Schicht sollten mit einer geerdeten Kupferschicht versehen werden und der geerdeten Kupferschicht sollten Erdungsdurchkontaktierungen hinzugefügt werden. Der Lochabstand beträgt weniger als λ/20 und sie sind gleichmäßig angeordnet.

Die Kante der geschliffenen Kupferfolie sollte glatt und flach sein und keine scharfen Grate aufweisen. Es wird empfohlen, dass der Rand des geerdeten Kupfers größer oder gleich der Breite von 1,5 W oder 3 H vom Rand der Mikrostreifenleitung entfernt ist und H die Dicke des Mikrostreifen-Substratmediums darstellt.

(4) Es ist verboten, dass die HF-Signalverkabelung die Masseebenenlücke der zweiten Schicht überquert.
2.3 Stripline-Verkabelung
Hochfrequenzsignale passieren manchmal die mittlere Schicht der Leiterplatte. Die häufigste Variante stammt aus der dritten Schicht. Die zweite und vierte Schicht müssen eine vollständige Masseebene sein, also eine exzentrische Streifenleitungsstruktur. Die strukturelle Integrität der Streifenleitung muss gewährleistet sein. Die Anforderungen müssen sein:

(1) Die Kanten auf beiden Seiten der Streifenleitung sind mindestens 3 W breit von den oberen und unteren Kanten der Masseebene entfernt und innerhalb von 3 W dürfen keine nicht geerdeten Durchkontaktierungen vorhanden sein.

(2) Es ist verboten, dass die HF-Streifenleitung die Lücke zwischen der oberen und unteren Erdungsebene überquert.

(3) Die Streifenleitungen in derselben Schicht sollten mit einer geerdeten Kupferschicht behandelt werden und der geerdeten Kupferschicht sollten Erdungsdurchkontaktierungen hinzugefügt werden. Der Lochabstand beträgt weniger als λ/20 und sie sind gleichmäßig angeordnet. Die Kante der geschliffenen Kupferfolie sollte glatt und flach sein und keine scharfen Grate aufweisen.

Es wird empfohlen, dass der Rand der geerdeten Kupferhaut größer oder gleich der Breite von 1,5 W oder der Breite von 3 H vom Rand der Streifenleitung entfernt ist. H stellt die Gesamtdicke der oberen und unteren dielektrischen Schichten der Streifenleitung dar.

(4) Wenn die Streifenleitung Hochleistungssignale übertragen soll, sollten normalerweise die Kupferhäute der oberen und unteren Referenzebenen des Streifenleitungsbereichs ausgehöhlt werden, um zu vermeiden, dass die 50-Ohm-Leitungsbreite zu dünn ist Die Breite der Aushöhlung beträgt mehr als das Fünffache der gesamten dielektrischen Dicke der Streifenleitung. Wenn die Leitungsbreite immer noch nicht den Anforderungen entspricht, werden die oberen und unteren benachbarten Referenzebenen der zweiten Schicht ausgehöhlt.