RF PCB 単板の積層構造では、RF 信号ラインのインピーダンスに加えて、放熱、電流、デバイス、EMC、構造、表皮効果などの問題も考慮する必要があります。通常、私たちは多層プリント基板の積層と積み重ねを行っています。いくつかの基本原則に従ってください。
A) RF PCB の各層は、電源プレーンのない広い領域で覆われています。 RF 配線層の上下の隣接層はグランドプレーンにする必要があります。
デジタル・アナログ混合基板であっても、デジタル部分に電源プレーンを設けることは可能ですが、RF エリアは各フロアの大面積舗装の要件を満たす必要があります。
B) RF ダブル パネルの場合、最上層は信号層、最下層はグランド プレーンです。
4層RFシングルボード、最上層は信号層、2層目と4層目はグランドプレーン、3層目は電源線と制御線用です。特殊な場合には、一部の RF 信号線を 3 番目の層で使用できます。 RF ボードの層を増やすなど。
C) RF バックプレーンの場合、上部および下部の表面層は両方とも接地されます。ビアやコネクタによって引き起こされるインピーダンスの不連続性を軽減するために、2 番目、3 番目、4 番目、5 番目の層ではデジタル信号が使用されます。
底面の他のストリップライン層はすべて底部信号層です。同様に、RF 信号層の 2 つの隣接する層を接地し、各層を広い面積で覆う必要があります。
D) 高出力、大電流の RF ボードの場合、RF メイン リンクを最上層に配置し、より幅の広いマイクロストリップ ラインに接続する必要があります。
これにより、熱放散とエネルギー損失が促進され、ワイヤ腐食エラーが減少します。
E) デジタル部の電源プレーンはグランドプレーンに近く、グランドプレーンよりも下に配置する必要があります。
これにより、2枚の金属板間の静電容量を電源の平滑コンデンサとして利用できると同時に、電源プレーンに分布する放射電流をグランドプレーンでシールドすることもできます。
具体的な積層方法およびプレーン分割要件については、EDA 設計部門によって公布された「20050818 プリント基板設計仕様 - EMC 要件」を参照することができ、オンライン規格が優先されます。
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RF ボードの配線要件
2.1 コーナー
RF 信号の配線が直角になると、コーナーでの実効線幅が増加し、インピーダンスが不連続になり、反射が発生します。そのため、角の処理は主に角切りと丸めの2つの方法で行う必要があります。
(1) カットコーナーは比較的小さな曲げに適しており、カットコーナーの適用周波数は 10GHz に達します。
(2) 円弧角の半径は十分に大きい必要があります。一般的に言えば、R>3W を確保してください。
2.2 マイクロストリップ配線
PCB の最上層は RF 信号を伝送し、マイクロストリップ ライン構造を形成するには、RF 信号の下のプレーン層が完全なグランド プレーンである必要があります。マイクロストリップ ラインの構造的完全性を確保するには、次の要件があります。
(1) マイクロストリップ ラインの両側のエッジは、下のグランド プレーンのエッジから少なくとも 3W 幅でなければなりません。また、3W 範囲では、非接地ビアがあってはなりません。
(2) マイクロストリップ線路と遮蔽壁の間の距離は 2W 以上に保つ必要があります。 (注: W は線幅です)。
(3) 同じ層内の非結合マイクロストリップ ラインは接地銅スキンで処理し、接地ビアを接地銅スキンに追加する必要があります。穴の間隔はλ/20以下で均等に配置されています。
接地銅箔の端は滑らかで平らであり、鋭いバリがない必要があります。グランド クラッド銅のエッジは、マイクロストリップ ラインのエッジから 1.5W または 3H の幅以上であることが推奨されます。H はマイクロストリップ基板媒体の厚さを表します。
(4) RF 信号配線が 2 層目のグランド プレーン ギャップを横切ることは禁止されています。
2.3 ストリップラインの配線
無線周波数信号は PCB の中間層を通過することがあります。最も一般的なものは第 3 層のものです。 2 層目と 4 層目は完全なグランドプレーン、つまり偏心ストリップライン構造でなければなりません。ストリップラインの構造的完全性が保証されなければなりません。要件は次のとおりです。
(1) ストリップラインの両側のエッジは、上下のグランドプレーンエッジから少なくとも 3W 幅であり、3W 以内には非接地ビアがあってはなりません。
(2) RF ストリップラインが上部と下部のグランド プレーン間のギャップを横切ることは禁止されています。
(3) 同層のストリップラインは接地銅皮膜で処理し、接地銅皮膜に接地ビアを追加する必要があります。穴の間隔はλ/20以下で均等に配置されています。接地銅箔の端は滑らかで平らであり、鋭いバリがない必要があります。
グランド クラッド銅スキンのエッジは、ストリップ ラインのエッジから 1.5W の幅または 3H の幅以上であることをお勧めします。 H はストリップ ラインの上部と下部の誘電体層の合計の厚さを表します。
(4) ストリップラインがハイパワー信号を伝送する場合、50 オームの線幅が細すぎるのを避けるために、通常、ストリップライン領域の上下の基準面の銅皮膜をくり抜く必要があります。くり抜きの幅はストリップラインです。総誘電体の厚さの 5 倍を超えても、線幅が要件を満たさない場合は、上下の隣接する第 2 層基準面がくり抜かれます。