ساختار لمینت برد RF و الزامات سیم کشی

علاوه بر امپدانس خط سیگنال RF، ساختار چند لایه تخته تک برد RF PCB نیز باید مسائلی مانند اتلاف گرما، جریان، دستگاه‌ها، EMC، ساختار و اثر پوست را در نظر بگیرد. معمولا در لایه بندی و روی هم چیدن تابلوهای چاپی چندلایه هستیم. برخی از اصول اولیه را دنبال کنید:

 

الف) هر لایه از PCB RF با یک منطقه بزرگ بدون صفحه قدرت پوشانده شده است. لایه های مجاور بالا و پایین لایه سیم کشی RF باید صفحات زمین باشند.

حتی اگر یک برد مخلوط دیجیتال-آنالوگ باشد، قسمت دیجیتال می تواند یک صفحه قدرت داشته باشد، اما ناحیه RF هنوز باید نیاز سنگفرش با مساحت بزرگ در هر طبقه را برآورده کند.

ب) برای پانل دوگانه RF، لایه بالایی لایه سیگنال و لایه پایین صفحه زمین است.

تک برد چهار لایه RF، لایه بالایی لایه سیگنال، لایه دوم و چهارم سطوح زمین و لایه سوم برای خطوط برق و کنترل است. در موارد خاص می توان از برخی خطوط سیگنال RF در لایه سوم استفاده کرد. لایه های بیشتری از بردهای RF و غیره.
ج) برای صفحه پشتی RF، لایه های سطح بالایی و پایینی هر دو زمین هستند. به منظور کاهش ناپیوستگی امپدانس ناشی از vias و کانکتورها، لایه های دوم، سوم، چهارم و پنجم از سیگنال های دیجیتال استفاده می کنند.

سایر لایه‌های خط نواری روی سطح پایین، همه لایه‌های سیگنال پایین هستند. به طور مشابه، دو لایه مجاور لایه سیگنال RF باید آسیاب شوند و هر لایه باید با یک منطقه بزرگ پوشانده شود.

د) برای بردهای RF پرقدرت و جریان بالا، پیوند اصلی RF باید در لایه بالایی قرار گیرد و با یک خط میکرواستریپ گسترده تر متصل شود.

این امر منجر به اتلاف گرما و اتلاف انرژی و کاهش خطاهای خوردگی سیم می شود.

ه) صفحه قدرت قطعه دیجیتال باید نزدیک به صفحه زمین و در زیر صفحه زمین قرار گیرد.

به این ترتیب می توان از ظرفیت بین دو صفحه فلزی به عنوان یک خازن صاف کننده برای منبع تغذیه استفاده کرد و در عین حال صفحه زمین می تواند جریان تشعشعی توزیع شده روی صفحه قدرت را نیز محافظت کند.

روش انباشتگی خاص و الزامات تقسیم صفحه می‌تواند به «مشخصات طراحی برد مدار چاپی 20050818- الزامات EMC» که توسط بخش طراحی EDA اعلام شده است، مراجعه کند و استانداردهای آنلاین حاکم خواهد بود.

2
الزامات سیم کشی برد RF
2.1 گوشه

اگر ردیابی سیگنال RF در زوایای قائم باشد، عرض خط موثر در گوشه ها افزایش می یابد و امپدانس ناپیوسته می شود و باعث بازتاب می شود. بنابراین باید با گوشه ها عمدتاً به دو روش برش گوشه و گرد کردن برخورد کرد.

(1) گوشه برش برای خم های نسبتا کوچک مناسب است و فرکانس قابل اجرا گوشه برش می تواند به 10 گیگاهرتز برسد.

 

 

(2) شعاع زاویه قوس باید به اندازه کافی بزرگ باشد. به طور کلی، اطمینان حاصل کنید: R> 3W.

2.2 سیم کشی میکرواستریپ

لایه بالایی PCB سیگنال RF را حمل می کند و لایه سطحی زیر سیگنال RF باید یک صفحه زمین کامل باشد تا ساختار خط میکرو نواری را تشکیل دهد. برای اطمینان از یکپارچگی ساختاری خط میکرواستریپ، الزامات زیر وجود دارد:

(1) لبه های هر دو طرف خط میکرو نوار باید حداقل 3 وات عرض از لبه صفحه زمین زیر باشد. و در محدوده 3 وات نباید هیچ گونه Vias غیر زمینی وجود داشته باشد.

(2) فاصله بین خط میکرواستریپ و دیوار محافظ باید بالای 2 وات نگه داشته شود. (توجه: W عرض خط است).

(3) خطوط ریز استریپ جدا نشده در همان لایه باید با پوست مسی آسیاب شده درمان شوند و ویزهای آسیاب شده باید به پوست مسی آسیاب شده اضافه شوند. فاصله سوراخ ها کمتر از λ/20 است و به طور مساوی چیده شده اند.

لبه فویل مسی آسیاب شده باید صاف، صاف و بدون سوراخ های تیز باشد. توصیه می شود که لبه مس روکش شده بزرگتر یا مساوی با عرض 1.5W یا 3H از لبه خط میکرواستریپ باشد و H نشان دهنده ضخامت بستر بستر میکرواستریپ است.

(4) عبور سیم‌کشی سیگنال RF از شکاف سطح زمین لایه دوم ممنوع است.
2.3 سیم کشی نواری
سیگنال های فرکانس رادیویی گاهی از لایه میانی PCB عبور می کنند. رایج ترین آنها از لایه سوم است. لایه دوم و چهارم باید یک صفحه زمین کامل باشد، یعنی یک ساختار نواری غیرعادی. یکپارچگی ساختاری خط نوار باید تضمین شود. الزامات باید باشد:

(1) لبه‌های دو طرف خط نوار حداقل 3 وات از لبه‌های سطح زمین بالایی و پایینی عرض دارند و در عرض 3 وات، نباید هیچ گونه گذرگاه غیر زمینی وجود داشته باشد.

(2) عبور خط خطی RF از شکاف بین سطوح زمینی بالا و پایین ممنوع است.

(3) خطوط نواری در همان لایه باید با پوست مسی آسیاب شده و ویزهای آسیاب شده باید به پوست مسی آسیاب شده اضافه شود. فاصله سوراخ ها کمتر از λ/20 است و به طور مساوی چیده شده اند. لبه فویل مسی آسیاب شده باید صاف، صاف و بدون سوراخ های تیز باشد.

توصیه می شود که لبه پوسته مسی زمینی بزرگتر یا مساوی با عرض 1.5 وات یا عرض 3H از لبه خط نوار باشد. H نشان دهنده ضخامت کل لایه های دی الکتریک بالایی و پایینی خط نوار است.

(4) اگر قرار است خط نوار سیگنال‌های پرقدرت را ارسال کند، برای جلوگیری از نازک شدن عرض خط 50 اهم، معمولاً پوسته‌های مسی صفحات مرجع بالایی و پایینی ناحیه خط نوار باید توخالی شوند. عرض حفره خط نوار بیش از 5 برابر ضخامت دی الکتریک کل است، اگر عرض خط هنوز الزامات را برآورده نمی کند، صفحات مرجع لایه دوم مجاور بالا و پایین توخالی می شوند.