Απαιτήσεις κατασκευής laminate πλακέτας RF και καλωδίωσης

Εκτός από την αντίσταση της γραμμής σήματος ραδιοσυχνοτήτων, η πολυστρωματική δομή της μονής πλακέτας RF PCB πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη ζητήματα όπως η απαγωγή θερμότητας, το ρεύμα, οι συσκευές, η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, η δομή και το φαινόμενο δέρματος. Συνήθως βρισκόμαστε στη στρώση και στοίβαξη πολυστρωματικών τυπωμένων σανίδων. Ακολουθήστε μερικές βασικές αρχές:

 

Α) Κάθε στρώμα του PCB RF καλύπτεται με μια μεγάλη περιοχή χωρίς επίπεδο ισχύος. Το επάνω και το κάτω παρακείμενο στρώμα του στρώματος καλωδίωσης ραδιοσυχνοτήτων πρέπει να είναι επίπεδα γείωσης.

Ακόμα κι αν πρόκειται για μικτή ψηφιακή-αναλογική πλακέτα, το ψηφιακό τμήμα μπορεί να έχει ένα επίπεδο ισχύος, αλλά η περιοχή RF πρέπει να πληροί την απαίτηση πλακοστρώσεων μεγάλης περιοχής σε κάθε όροφο.

Β) Για το διπλό πάνελ RF, το επάνω στρώμα είναι το στρώμα σήματος και το κάτω στρώμα είναι το επίπεδο γείωσης.

Ενιαία πλακέτα RF τεσσάρων επιπέδων, το ανώτερο στρώμα είναι το στρώμα σήματος, το δεύτερο και το τέταρτο στρώμα είναι επίπεδα γείωσης και το τρίτο στρώμα είναι για γραμμές τροφοδοσίας και ελέγχου. Σε ειδικές περιπτώσεις, ορισμένες γραμμές σήματος RF μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο τρίτο στρώμα. Περισσότερα στρώματα πλακών RF και ούτω καθεξής.
Γ) Για το πίσω επίπεδο RF, το ανώτερο και το κάτω στρώμα επιφάνειας είναι και τα δύο γειωμένα. Προκειμένου να μειωθεί η ασυνέχεια της σύνθετης αντίστασης που προκαλείται από vias και συνδέσμους, το δεύτερο, το τρίτο, το τέταρτο και το πέμπτο στρώμα χρησιμοποιούν ψηφιακά σήματα.

Τα άλλα στρώματα stripline στην κάτω επιφάνεια είναι όλα κάτω στρώματα σήματος. Ομοίως, τα δύο γειτονικά στρώματα του στρώματος σήματος ραδιοσυχνοτήτων θα πρέπει να γειωθούν και κάθε στρώμα θα πρέπει να καλύπτεται με μεγάλη επιφάνεια.

Δ) Για πλακέτες ραδιοσυχνοτήτων υψηλής ισχύος και υψηλής έντασης ρεύματος, ο κύριος σύνδεσμος RF θα πρέπει να τοποθετηθεί στο επάνω στρώμα και να συνδεθεί με μια ευρύτερη γραμμή μικρολωρίδας.

Αυτό ευνοεί τη διάχυση θερμότητας και την απώλεια ενέργειας, μειώνοντας τα σφάλματα διάβρωσης του σύρματος.

Ε) Το επίπεδο ισχύος του ψηφιακού μέρους πρέπει να είναι κοντά στο επίπεδο γείωσης και να είναι διατεταγμένο κάτω από το επίπεδο γείωσης.

Με αυτόν τον τρόπο, η χωρητικότητα μεταξύ των δύο μεταλλικών πλακών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πυκνωτής εξομάλυνσης για την παροχή ρεύματος και ταυτόχρονα, το επίπεδο γείωσης μπορεί επίσης να θωρακίσει το ρεύμα ακτινοβολίας που διανέμεται στο επίπεδο ισχύος.

Η συγκεκριμένη μέθοδος στοίβαξης και οι απαιτήσεις διαίρεσης επιπέδου μπορούν να αναφέρονται στις «Προδιαγραφές σχεδίασης πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος 20050818-Απαιτήσεις EMC» που δημοσιεύεται από το Τμήμα Σχεδιασμού της EDA και τα ηλεκτρονικά πρότυπα θα υπερισχύουν.

2
Απαιτήσεις καλωδίωσης πλακέτας RF
2.1 Γωνία

Εάν τα ίχνη του σήματος RF πάνε σε ορθή γωνία, το πραγματικό πλάτος γραμμής στις γωνίες θα αυξηθεί και η σύνθετη αντίσταση θα γίνει ασυνεχής και θα προκαλέσει αντανακλάσεις. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αντιμετωπίσουμε τις γωνίες, κυρίως με δύο μεθόδους: κοπή γωνίας και στρογγυλοποίηση.

(1) Η κομμένη γωνία είναι κατάλληλη για σχετικά μικρές στροφές και η ισχύουσα συχνότητα της κομμένης γωνίας μπορεί να φτάσει τα 10 GHz

 

 

(2) Η ακτίνα της γωνίας του τόξου πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη. Σε γενικές γραμμές, βεβαιωθείτε ότι: R>3W.

2.2 Καλωδίωση Microstrip

Το επάνω στρώμα του PCB μεταφέρει το σήμα RF και το επίπεδο στρώμα κάτω από το σήμα RF πρέπει να είναι ένα πλήρες επίπεδο γείωσης για να σχηματίσει μια δομή γραμμής μικρολωρίδας. Για να διασφαλιστεί η δομική ακεραιότητα της γραμμής microstrip, υπάρχουν οι ακόλουθες απαιτήσεις:

(1) Οι άκρες και στις δύο πλευρές της γραμμής μικροταινιών πρέπει να έχουν πλάτος τουλάχιστον 3 W από την άκρη του επιπέδου γείωσης από κάτω. Και στην περιοχή των 3W, δεν πρέπει να υπάρχουν μη γειωμένες διόδους.

(2) Η απόσταση μεταξύ της γραμμής μικρολωρίδας και του τοίχου θωράκισης πρέπει να διατηρείται πάνω από 2W. (Σημείωση: W είναι το πλάτος γραμμής).

(3) Οι μη συζευγμένες γραμμές μικροταινιών στην ίδια στρώση θα πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία με χάλκινο χάλκινο δέρμα και θα πρέπει να προστεθούν στο χάλκινο χάλκινο δέρμα. Η απόσταση των οπών είναι μικρότερη από λ/20 και είναι ομοιόμορφα διατεταγμένα.

Η άκρη του αλεσμένου φύλλου χαλκού πρέπει να είναι λεία, επίπεδη και χωρίς αιχμηρά γρέζια. Συνιστάται η άκρη του επικαλυμμένου χαλκού να είναι μεγαλύτερη ή ίση με το πλάτος 1,5 W ή 3 H από την άκρη της γραμμής μικροταινίας και το H αντιπροσωπεύει το πάχος του μέσου υποστρώματος μικροταινίας.

(4) Απαγορεύεται η καλωδίωση σήματος ραδιοσυχνοτήτων να διασχίζει το διάκενο επιπέδου γείωσης του δεύτερου στρώματος.
2.3 Καλωδίωση stripline
Τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων μερικές φορές περνούν από το μεσαίο στρώμα του PCB. Το πιο συνηθισμένο είναι από το τρίτο στρώμα. Το δεύτερο και το τέταρτο στρώμα πρέπει να είναι ένα πλήρες επίπεδο γείωσης, δηλαδή μια έκκεντρη δομή λωρίδας. Η δομική ακεραιότητα της λωρίδας πρέπει να είναι εγγυημένη. Οι απαιτήσεις θα είναι:

(1) Οι άκρες και στις δύο πλευρές της γραμμής λωρίδας έχουν πλάτος τουλάχιστον 3 W από τις άνω και κάτω ακμές του επιπέδου γείωσης και εντός 3 W δεν πρέπει να υπάρχουν μη γειωμένες διόδους.

(2) Απαγορεύεται η διαγώνια γραμμή ραδιοσυχνοτήτων να διασχίζει το κενό μεταξύ του άνω και του κάτω επιπέδου εδάφους.

(3) Οι λωρίδες στην ίδια στρώση θα πρέπει να υποστούν επεξεργασία με χάλκινο χάλκινο δέρμα και θα πρέπει να προστεθούν γρατσουνιές στο χάλκινο δέρμα. Η απόσταση των οπών είναι μικρότερη από λ/20 και είναι ομοιόμορφα διατεταγμένα. Η άκρη του αλεσμένου φύλλου χαλκού πρέπει να είναι λεία, επίπεδη και χωρίς αιχμηρά γρέζια.

Συνιστάται η άκρη της χάλκινης επένδυσης να είναι μεγαλύτερη ή ίση με το πλάτος 1,5 W ή το πλάτος 3 Η από την άκρη της γραμμής λωρίδας. Το H αντιπροσωπεύει το συνολικό πάχος των άνω και κάτω διηλεκτρικών στρωμάτων της γραμμής ταινίας.

(4) Εάν η γραμμή λωρίδας πρόκειται να μεταδίδει σήματα υψηλής ισχύος, προκειμένου να αποφευχθεί το πολύ λεπτό πλάτος της γραμμής των 50 ohm, συνήθως οι χάλκινες επιφάνειες του άνω και του κάτω επιπέδου αναφοράς της περιοχής της γραμμής ταινίας πρέπει να είναι κούφια και Το πλάτος της κοιλότητας είναι η γραμμή λωρίδας Πάνω από 5 φορές το συνολικό πάχος του διηλεκτρικού, εάν το πλάτος της γραμμής εξακολουθεί να μην πληροί τις απαιτήσεις, τότε το άνω και το κάτω παρακείμενο επίπεδο αναφοράς του δεύτερου στρώματος είναι κούφιο.