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射頻板疊層結(jié)構(gòu)和布線要求

作者:佚名
來源:一牛網(wǎng)論壇
日期:2019-02-19 16:00:55
摘要:射頻信號走線如果走直角,拐角處的有效線寬會增大,阻抗不連續(xù)而引起反射。故要對轉(zhuǎn)角進(jìn)行處理,主要為切角和圓角兩種方法。

  一、射頻板疊層結(jié)構(gòu)

  RF PCB單板的疊層結(jié)構(gòu)除了要考慮射頻信號線的阻抗以外,還需要考慮散熱、電流、器件、EMC、結(jié)構(gòu)和趨膚效應(yīng)等問題,通常我們在多層印制板分層及堆疊中遵徇以下一些基本原則:

  A) RF PCB的每層都大面積鋪地,沒有電源平面,RF布線層的上下相鄰兩層都應(yīng)該是地平面。即使是數(shù)?;旌习?,數(shù)字部分可以存在電源平面,但是 RF 區(qū)仍然要滿足每層都大面積鋪地的要求。

  B) 對RF雙面板來說,頂層為信號層,底層為地平面。四層RF單板,頂層為信號層,第二層和第四層為地平面,第三層走電源、控制線。特殊情況在第三層可以走一些RF 信號線。更多層的RF 單板,以此類推。

  C) 對于RF背板來說,上下兩表面層都是地面,為了減小過孔及連接器的引起的阻抗不連續(xù)性,第二、三、四、五層走數(shù)字信號。而其它靠底面的帶狀線層都是 底面 信號層。同樣,RF 信號層上下相鄰兩層該是地面,每層都應(yīng)該大面積鋪地。

  D) 對于大功率、大電流的射頻板應(yīng)該將RF 主鏈路放置到頂層并且用較寬的微帶線連接。這樣有利于散熱和減小能量損耗,減少導(dǎo)線腐蝕誤差。

  E) 數(shù)字部分的電源平面應(yīng)靠近接地平面,并且安排在接地平面之下。這樣可以利用兩金屬平板間的電容作電源的平滑電容,同時接地平面還對電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用。具體疊層方法和平面分割要求可以參照EDA 設(shè)計部頒布的《20050818 印刷電路板設(shè)計規(guī)范——EMC 要求》,以網(wǎng)上最新標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

射頻板疊層結(jié)構(gòu)和布線要求

  二、射頻板布線要求

  1.轉(zhuǎn)角

  射頻信號走線如果走直角,拐角處的有效線寬會增大,阻抗不連續(xù)而引起反射。故要對轉(zhuǎn)角進(jìn)行處理,主要為切角和圓角兩種方法。

  (1) 切角適用于比較小的彎角,切角的適用頻率可達(dá) 10GHz。

  (2) 圓弧角的半徑應(yīng)足夠大,一般來說,要保證:R>3W。

  2.微帶線布線

  PCB頂層走射頻信號,射頻信號下面的平面層必須是完整的接地平面,形成微帶線結(jié)構(gòu)。要保證微帶線的結(jié)構(gòu)完整性,有以下要求:

  (1) 微帶線兩邊的邊緣離下方地平面邊緣至少要有3W 寬度。且在3W 范圍內(nèi),不得有非接地的過孔。

  (2) 微帶線至屏蔽壁距離應(yīng)保持為2W 以上。(注:W 為線寬)。

  (3) 同層內(nèi)非耦合微帶線要做包地銅皮處理并在地銅皮上加地過孔,孔間距小于λ/20,均勻排列整齊。地銅箔邊緣要光滑、平整、禁止尖銳毛刺。建議包地銅皮邊緣離微帶線邊緣大于等于1.5W的寬度或者3H的寬度,H 表示微帶襯底介質(zhì)的厚度。

  (4) 禁止 RF 信號走線跨第二層的地平面縫隙。

  3.帶狀線布線

  射頻信號有時要從PCB的中間層穿過,常見的為從第三層走,第二層和第四層必須是完整的接地平面,即偏心帶狀線結(jié)構(gòu)。應(yīng)保證帶狀線的結(jié)構(gòu)完整性須要求:

  (1) 帶狀線兩邊的邊緣離上下地平面邊緣至少3W寬度,且在3W范圍內(nèi),不得有非接地的過孔。

  (2) 禁止RF帶狀線跨上下層的地平面縫隙。

  (3) 同層內(nèi)帶狀線要做包地銅皮處理并在地銅皮上加地過孔,孔間距小于λ/20,均勻排列整齊。地銅箔邊緣要光滑、平整、禁止尖銳毛刺。建議包地銅皮邊緣離帶狀線邊緣大于等于1.5W 的寬度或者3H的寬度,H 表示帶狀線上下介質(zhì)層總厚度。

  (4) 如果帶狀線要傳輸大功率信號,為了避免50歐姆線寬過細(xì),通常要將帶狀線區(qū)域的上下兩個參考平面的銅皮做挖空處理,挖空寬度為帶狀線的總介質(zhì)厚度的5倍以上,如果線寬仍然達(dá)不到要求,則再將上下相鄰的第二層參考面挖空。

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