ข้อกำหนดโครงสร้างลามิเนตบอร์ด RF และการเดินสายไฟ

นอกจากความต้านทานของสายสัญญาณ RF แล้ว โครงสร้างแบบลามิเนตของบอร์ดเดี่ยว RF PCB ยังต้องพิจารณาประเด็นต่างๆ เช่น การกระจายความร้อน กระแสไฟฟ้า อุปกรณ์ EMC โครงสร้าง และผลกระทบของผิวหนัง โดยปกติแล้วเราจะอยู่ในชั้นและซ้อนของแผ่นพิมพ์หลายชั้น ปฏิบัติตามหลักการพื้นฐานบางประการ:

 

A) แต่ละชั้นของ RF PCB ถูกปกคลุมไปด้วยพื้นที่ขนาดใหญ่โดยไม่มีระนาบกำลัง ชั้นบนและล่างที่อยู่ติดกันของชั้นสายไฟ RF ควรเป็นระนาบกราวด์

แม้ว่าจะเป็นบอร์ดผสมดิจิตอล-อนาล็อก ส่วนดิจิตอลก็สามารถมีระนาบกำลังได้ แต่พื้นที่ RF ยังคงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของการปูพื้นที่ขนาดใหญ่ในแต่ละชั้น

B) สำหรับแผงคู่ RF ชั้นบนสุดคือชั้นสัญญาณ และชั้นล่างสุดคือระนาบกราวด์

บอร์ดเดี่ยว RF สี่ชั้น ชั้นบนสุดเป็นชั้นสัญญาณ ชั้นที่สองและสี่เป็นระนาบกราวด์ และชั้นที่สามใช้สำหรับสายไฟฟ้าและสายควบคุม ในกรณีพิเศษ สายสัญญาณ RF บางเส้นสามารถใช้บนเลเยอร์ที่สามได้ เลเยอร์บอร์ด RF เพิ่มเติมและอื่น ๆ
C) สำหรับแบ็คเพลน RF ชั้นพื้นผิวด้านบนและด้านล่างเป็นแบบกราวด์ทั้งคู่ เพื่อลดความไม่ต่อเนื่องของอิมพีแดนซ์ที่เกิดจากจุดผ่านและตัวเชื่อมต่อ ชั้นที่ 2, 3, 4 และ 5 จะใช้สัญญาณดิจิทัล

ชั้นแถบแถบอื่นๆ บนพื้นผิวด้านล่างล้วนเป็นชั้นสัญญาณด้านล่างทั้งหมด ในทำนองเดียวกัน ชั้นสัญญาณ RF สองชั้นที่อยู่ติดกันควรเป็นแบบกราวด์ และแต่ละชั้นควรถูกปกคลุมด้วยพื้นที่ขนาดใหญ่

D) สำหรับบอร์ด RF กำลังสูงและกระแสไฟสูง ควรวางลิงก์หลัก RF ไว้ที่ชั้นบนสุดและเชื่อมต่อกับสายไมโครสตริปที่กว้างขึ้น

ซึ่งเอื้อต่อการกระจายความร้อนและการสูญเสียพลังงาน ลดข้อผิดพลาดในการกัดกร่อนของสายไฟ

E) ระนาบกำลังของชิ้นส่วนดิจิทัลควรอยู่ใกล้กับระนาบกราวด์และจัดอยู่ใต้ระนาบกราวด์

ด้วยวิธีนี้ ความจุระหว่างแผ่นโลหะทั้งสองแผ่นสามารถใช้เป็นตัวเก็บประจุแบบเรียบสำหรับแหล่งจ่ายไฟได้ และในเวลาเดียวกัน ระนาบกราวด์ยังสามารถป้องกันกระแสรังสีที่กระจายบนระนาบกำลังได้อีกด้วย

ข้อกำหนดวิธีการซ้อนเฉพาะและการแบ่งระนาบสามารถอ้างอิงถึง "ข้อกำหนดการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ 20050818-ข้อกำหนด EMC" ที่ประกาศใช้โดยแผนกออกแบบ EDA และมาตรฐานออนไลน์จะมีผลเหนือกว่า

2
ข้อกำหนดในการเดินสายไฟของบอร์ด RF
2.1 มุม

หากการติดตามสัญญาณ RF อยู่ที่มุมฉาก ความกว้างของเส้นที่มีประสิทธิภาพที่มุมจะเพิ่มขึ้น และอิมพีแดนซ์จะไม่ต่อเนื่องและทำให้เกิดการสะท้อนกลับ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องจัดการกับมุม โดยส่วนใหญ่ใช้สองวิธี: การตัดมุมและการปัดเศษ

(1) มุมตัดเหมาะสำหรับการโค้งที่ค่อนข้างเล็ก และความถี่ที่ใช้บังคับของมุมตัดสามารถเข้าถึง 10GHz

 

 

(2) รัศมีของมุมส่วนโค้งควรมีขนาดใหญ่เพียงพอ โดยทั่วไป ให้แน่ใจว่า: R>3W

2.2 การเดินสายไมโครสตริป

ชั้นบนสุดของ PCB มีสัญญาณ RF และชั้นระนาบใต้สัญญาณ RF จะต้องเป็นระนาบกราวด์ที่สมบูรณ์เพื่อสร้างโครงสร้างเส้นไมโครสตริป เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของโครงสร้างของสายไมโครสตริป มีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

(1) ขอบทั้งสองด้านของเส้นไมโครสตริปต้องมีความกว้างอย่างน้อย 3W จากขอบของระนาบกราวด์ด้านล่าง และในช่วง 3W จะต้องไม่มีจุดแวะที่ไม่มีการต่อสายดิน

(2) ควรรักษาระยะห่างระหว่างเส้นไมโครสตริปและผนังป้องกันให้สูงกว่า 2W (หมายเหตุ: W คือความกว้างของเส้น)

(3) เส้นไมโครสตริปที่แยกออกจากกันในชั้นเดียวกันควรถูกเคลือบด้วยผิวทองแดงกราวด์ และควรเพิ่มจุดผ่านกราวด์ให้กับผิวทองแดงกราวด์ ระยะห่างของรูน้อยกว่า แล/20 และมีการจัดเรียงเท่าๆ กัน

ขอบฟอยล์ทองแดงกราวด์ควรเรียบ แบน และไม่มีเสี้ยนแหลมคม ขอแนะนำว่าขอบของทองแดงหุ้มกราวด์มากกว่าหรือเท่ากับความกว้าง 1.5W หรือ 3H จากขอบของเส้นไมโครสตริป และ H แสดงถึงความหนาของตัวกลางของซับสเตรตไมโครสตริป

(4) ห้ามมิให้เดินสายสัญญาณ RF ข้ามช่องว่างระนาบกราวด์ของชั้นที่สอง
2.3 การเดินสายไฟแบบสตริปไลน์
บางครั้งสัญญาณความถี่วิทยุจะผ่านชั้นกลางของ PCB ที่พบมากที่สุดคือจากชั้นที่สาม ชั้นที่สองและสี่จะต้องเป็นระนาบกราวด์ที่สมบูรณ์ นั่นคือ โครงสร้างแถบแถบประหลาด ต้องรับประกันความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเส้นแถบ ข้อกำหนดจะต้องเป็น:

(1) ขอบทั้งสองด้านของเส้นแถบมีความกว้างอย่างน้อย 3W จากขอบระนาบกราวด์บนและล่าง และภายใน 3W จะต้องไม่มีจุดแวะที่ไม่มีการต่อสายดิน

(2) ห้ามมิให้แถบ RF ข้ามช่องว่างระหว่างระนาบกราวด์บนและล่าง

(3) เส้นแถบในชั้นเดียวกันควรได้รับการเคลือบด้วยผิวทองแดงกราวด์ และควรเพิ่มจุดแวะกราวด์ให้กับผิวทองแดงกราวด์ ระยะห่างของรูน้อยกว่า แล/20 และมีการจัดเรียงเท่าๆ กัน ขอบฟอยล์ทองแดงกราวด์ควรเรียบ แบน และไม่มีเสี้ยนแหลมคม

ขอแนะนำให้ขอบของผิวทองแดงหุ้มดินมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับความกว้าง 1.5W หรือความกว้าง 3H จากขอบของเส้นแถบ H หมายถึงความหนารวมของชั้นอิเล็กทริกด้านบนและด้านล่างของเส้นแถบ

(4) หากเส้นแถบส่งสัญญาณกำลังสูง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ความกว้างของเส้น 50 โอห์มบางเกินไป โดยปกติแล้วเปลือกทองแดงของระนาบอ้างอิงด้านบนและด้านล่างของพื้นที่เส้นแถบควรถูกกลวงออก และ ความกว้างของช่องกลวงออกคือเส้นแถบมากกว่า 5 เท่าของความหนาอิเล็กทริกทั้งหมด หากความกว้างของเส้นยังไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ระนาบอ้างอิงชั้นสองที่อยู่ติดกันด้านบนและด้านล่างจะถูกกลวงออก