Вимоги до структури ламінату радіочастотної плати та проводки

На додаток до імпедансу лінії радіочастотного сигналу, ламінована структура одноплатної плати RF PCB також повинна враховувати такі питання, як розсіювання тепла, струм, пристрої, електромагнітна сумісність, структура та скін-ефект. Зазвичай ми займаємося розшаровуванням і укладанням багатошарових друкованих плат. Дотримуйтеся кількох основних принципів:

 

A) Кожен шар RF PCB покритий великою площею без площини живлення. Верхній і нижній сусідні шари радіочастотного шару електропроводки повинні бути площинами заземлення.

Навіть якщо це цифрово-аналогова змішана плата, цифрова частина може мати площину живлення, але зона радіочастот все одно повинна відповідати вимогам великої площі мощення на кожному поверсі.

B) Для радіочастотної подвійної панелі верхній шар є сигнальним, а нижній – заземленою поверхнею.

Чотиришарова РЧ одиночна плата, верхній шар – це сигнальний рівень, другий і четвертий шари – це площини заземлення, а третій шар – для ліній живлення та керування. В особливих випадках деякі лінії радіочастотного сигналу можна використовувати на третьому рівні. Більше шарів радіочастотних плат і так далі.
C) Для радіочастотної об’єднавчої плати верхній і нижній поверхневі шари шліфовані. Щоб зменшити переривчастість імпедансу, спричинену переходами та роз’ємами, другий, третій, четвертий і п’ятий шари використовують цифрові сигнали.

Усі інші смугові шари на нижній поверхні є нижніми сигнальними шарами. Аналогічно, два суміжні шари РЧ-сигналу повинні бути заземлені, і кожен шар має бути покритий великою площею.

D) Для потужних і сильнострумових РЧ-плат головна радіочастотна лінія повинна бути розміщена на верхньому шарі та з’єднана з більш широкою мікросмужковою лінією.

Це сприяє розсіюванню тепла та втратам енергії, зменшуючи помилки корозії дроту.

E) Площина потужності цифрової частини повинна бути близько до площини заземлення та розташована нижче площини заземлення.

Таким чином, ємність між двома металевими пластинами можна використовувати як згладжуючий конденсатор для джерела живлення, і в той же час площина заземлення також може екранувати струм випромінювання, розподілений на площині живлення.

Специфічний метод укладання та вимоги до поділу площини можуть посилатися на «Специфікацію конструкції друкованої плати 20050818 – Вимоги до електромагнітної сумісності», оприлюднену відділом дизайну EDA, і онлайн-стандарти мають переважну силу.

2
Вимоги до проводки радіочастотної плати
2.1 Куточок

Якщо траси радіочастотного сигналу йдуть під прямим кутом, ефективна ширина лінії в кутах збільшиться, а імпеданс стане розривним і спричинить відображення. Тому боротися з кутами доводиться, в основному, двома способами: обрізання кутів і закруглення.

(1) Зрізаний кут підходить для відносно невеликих вигинів, і застосовна частота зрізаного кута може досягати 10 ГГц

 

 

(2) Радіус кута дуги має бути достатньо великим. Загалом переконайтеся, що R>3W.

2.2 Мікрополоскова проводка

Верхній шар друкованої плати передає радіочастотний сигнал, а плоский шар під радіочастотним сигналом повинен бути повною площиною заземлення, щоб утворити структуру мікросмужкової лінії. Для забезпечення структурної цілісності мікросмужкової лінії існують такі вимоги:

(1) Краї з обох боків мікросмужкової лінії повинні бути щонайменше 3W шириною від краю заземленої площини знизу. А в діапазоні 3 Вт не повинно бути незаземлених переходів.

(2) Відстань між мікросмужковою лінією та екрануючою стінкою має бути вище 2 Вт. (Примітка: W – це ширина лінії).

(3) Незв’язані мікрополоскові лінії в одному шарі слід обробити шліфованою мідною оболонкою, а заземлені переходи слід додати до шліфованої мідної оболонки. Відстань між отворами менше λ/20, і вони розташовані рівномірно.

Край відшліфованої мідної фольги повинен бути гладким, плоским і без гострих задирок. Рекомендується, щоб край шліфованої міді був більшим або дорівнював ширині 1,5 W або 3 H від краю мікросмужкової лінії, а H представляв товщину середовища мікросмужкової підкладки.

(4) Забороняється, щоб проводка радіочастотного сигналу перетинала розрив заземлення другого шару.
2.3 Смугова проводка
Радіочастотні сигнали іноді проходять через середній шар друкованої плати. Найпоширеніший – із третього шару. Другий і четвертий шари повинні бути повною заземленою площиною, тобто ексцентричною смужковою структурою. Повинна бути гарантована структурна цілісність стрічкової лінії. Вимоги:

(1) Краї з обох боків смужки мають ширину принаймні 3W від верхнього та нижнього країв площини заземлення, і в межах 3W не повинно бути незаземлених отворів.

(2) Забороняється, щоб радіочастотна стрічка перетинала проміжок між верхньою та нижньою площинами заземлення.

(3) Лінії стрічки в тому самому шарі повинні бути оброблені шліфованою мідною оболонкою, а шліфовані отвори повинні бути додані до шліфованої мідної оболонки. Відстань між отворами менше λ/20, і вони розташовані рівномірно. Край відшліфованої мідної фольги повинен бути гладким, плоским і без гострих задирок.

Рекомендується, щоб край шліфованої мідної оболонки був більшим або дорівнював ширині 1,5 W або ширині 3 H від краю лінії смуги. H являє собою загальну товщину верхнього і нижнього діелектричних шарів стрічкової лінії.

(4) Якщо стрічкова лінія має передавати сигнали високої потужності, щоб уникнути занадто тонкої ширини лінії 50 Ом, зазвичай мідні оболонки верхньої та нижньої контрольних площин області стрічкової лінії повинні бути видалені, і ширина видовбання — це лінія смужки, що більше ніж у 5 разів перевищує загальну товщину діелектрика; якщо ширина лінії все ще не відповідає вимогам, тоді верхня та нижня сусідні опорні площини другого шару видовбані.