Tecnologia RF - Selezione della scheda PCB del circuito RF

La scheda dei circuiti di radiofrequenza (RF) è chiamata arte nera a causa di molti fattori incerti. Tuttavia, attraverso la pratica e l'esplorazione, scopriremo che ci sono regole da seguire. Quanto segue sarà basato sui nostri anni di pratica lavorativa e esperienza precedente, discutendo la progettazione del circuito stampato dei circuiti a radiofrequenza intorno a questi aspetti: layout, impedenza, impilamento, considerazioni di progettazione, bordatura, elaborazione dell'alimentazione elettrica e trattamento superficiale.1 Informazioni sulla disposizione Il principio della disposizione del circuito RF è che il segnale RF è il più breve possibile, e l'ingresso è lontano dall'uscita. Il circuito RF è organizzato meglio in una linea e, in secondo luogo, può essere organizzato in una disposizione a forma di L, o può essere organizzato ad un angolo ottuso maggiore di 90 gradi (come un angolo di 135 gradi). C'è anche un layout a forma di U, che dipende principalmente dalle esigenze di spazio e cablaggio. Il layout a forma di U viene utilizzato quando le condizioni sono veramente limitate e la distanza tra due linee parallele è controllata per essere di almeno 2mm. Dispositivi altamente sensibili come i filtri devono aggiungere uno scudo metallico e il luogo in cui la linea di microscatto entra ed esce dallo scudo deve essere scanalato. L'area RF e le altre aree (come l'area del blocco stabilizzatore di tensione, l'area di controllo numerico) dovrebbero essere disposte separatamente; Amplificatori ad alta potenza, amplificatori a basso rumore, sintetizzatori di frequenza, ecc. devono essere disposti separatamente e dovrebbero essere separati da barriere.2 Circa l'impedenzaFattori relativi all'impedenza sono larghezza della linea, spessore della piastra dielettrica, costante dielettrica della piastra dielettrica, spessore del rame e così via. Nella radiofrequenza, 50 ohm è spesso usato come standard di corrispondenza dell'impedenza. Il materiale della scheda dielettrica a radiofrequenza è solitamente scheda di serie Rogers, come materiale Rogers 4350. Supponendo che scegliamo lo spessore di 0.254mm, quindi secondo la simulazione, la larghezza della linea è di 0.55mm e lo spessore del rame è di 0.5OZ. Se è selezionato 0.5OZ, l'impedenza può essere controllata a 50 ohm in questo momento. Per altri modelli, lastre di altri spessori possono essere simulate in base alla loro costante dielettrica e spessore. Si consiglia di utilizzare lo strumento di calcolo dell'impedenza Polar SI8000 per il calcolo, che è semplice e conveniente.3 Informazioni sulla struttura impilataLo strato superiore della scheda RF è generalmente posizionato con dispositivi e linee microtrip. Il secondo strato deve essere coperto con una vasta area di rame di rete. Lo strato inferiore dovrebbe anche essere un piano di terra completo. Lo strato di rame dovrebbe contattare direttamente il piano della cavità. Sono necessari strati di linea del segnale multistrato, quindi un piano di terra dovrebbe essere aggiunto tra gli strati adiacenti della linea del segnale e i due strati di linea del segnale dovrebbero essere instradati verticalmente. Poiché la scheda non può utilizzare la rete non-terra attraverso i fori, altre reti tranne i fori di terra dovrebbero utilizzare la progettazione del foro cieco. Se una scheda a otto strati, al fine di utilizzare efficacemente la pila, il settimo strato è preferibilmente uno strato di linea di segnale, quindi ci sarà un gran numero di 1 Fino a 7 fori ciechi, nell'elaborazione effettiva, un tale progetto di foro cieco causerà una seria deformazione del circuito stampato. La soluzione è utilizzare un trapano posteriore, che è quello di fare il foro cieco secondo il foro passante e quindi rimuovere la metallizzazione dal basso verso l'alto. Tra il foro rame del foro e il settimo e ottavo strato, non andare al settimo strato. Al fine di rendere le prestazioni più stabili ed eliminare l'incertezza, la parte cava può essere riempita con resina4 materie che richiedono attenzione nella progettazione del circuito1) Il duplexer, il mixer e l'amplificatore a frequenza intermedia hanno sempre segnali RF e IF multipli che interferiscono tra loro, quindi l'interferenza deve essere minimizzata. RF e IF tracce dovrebbero essere incrociate il più possibile e un pezzo di rame di messa a terra dovrebbe essere posizionato tra di loro il più possibile e dovrebbero essere fatti più vias di messa a terra.2) Posizionare il minor numero di vias non-terra possibile entro 2 volte la larghezza della linea di microtrip della scheda RF e le dimensioni dei vias dovrebbero essere il più piccolo possibile, che non solo può ridurre l'induttanza del percorso, In modo che la pavimentazione in rame del piano di terra principale sia il più completa possibile e posizionata L'energia del segnale RF è passata attraverso i vias, causando perdite 3) La linea di microstrappo della scheda di radiofrequenza dovrebbe essere finestrata, cioè nessuna maschera di saldatura ad olio verde. La misurazione effettiva mostra che ha un effetto di miglioramento sulle prestazioni del circuito di radiofrequenza PCB.4) Una fila di fori di massa dovrebbe essere posizionata sul bordo del segnale di radiofrequenza ad una distanza di 1,5 volte la larghezza della linea parallela alla linea di radiofrequenza. Questa distanza non dovrebbe essere troppo vicina. La simulazione mostra che se il terreno è troppo vicino alla linea microstrip, parte dell'energia RF sarà accoppiata. Al suolo, causerà una certa perdita, il foro di terra dovrebbe essere piccolo e denso, il diametro è generalmente da 0.2mm a 0.3mm e la distanza è generalmente da 0.6mm a 1mm. Questo foro di terra può sopprimere la conversazione incrociata tra le linee di microstrip. Nel cablaggio effettivo, a causa di alcuni circuiti stampati hanno linee di segnale nello strato interno e le linee sono intricate e ci sono spesso molti luoghi in cui i fori di isolamento non possono essere posizionati. Quindi la soluzione è cambiare il foro di terra che incontra la linea del segnale in 1 a 2 fori ciechi. L'integrità del foro di terra è notevolmente preservata e il crosstalk è efficacemente soppresso

L'elaborazione del bordo del circuito stampato, l'elaborazione del bordo di metallizzazione della rete intorno al circuito a radiofrequenza può ridurre la perdita del segnale di radiofrequenza, perché il circuito stampato è fatto dal puzzle nel processo di produzione effettivo, La forma del bordo rivestito in metallo viene tagliata prima del rame che affonda nel foro passante. In questo momento, il circuito stampato non è ancora finito, quindi la scheda deve essere collegata insieme da alcuni nastri di collegamento, quindi non può essere tagliata tutta. Generalmente, queste cinghie di collegamento saranno posizionate lontano dall'area RF e il più breve possibile. Generalmente, il produttore della scheda richiederà due cinghie di collegamento su ciascun lato e non più brevi di 5mm. Generalmente, la linea microstrip all'ingresso e all'uscita RF deve essere superata. Quando si tratta del bordo del bordo, richiederemo alla fabbrica del bordo di completare il bordo in questa posizione. Poiché il bordo è sulla stessa rete della terra, sarà cortocircuito con la linea microstrip. Quindi richiediamo che il nostro circuito stampato ritorni al reparto di assemblaggio del processo della nostra azienda. Dopo di che, utilizzare un bisturi per raschiare delicatamente via dalla rete di terra. Il motivo per cui lo facciamo è mantenere il bordo il più completo possibile e la cinghia di collegamento è lontana dalla zona RF.6 Riguardo alla gestione dell'alimentazione del circuito a radiofrequenza Come tutti sappiamo, l'alimentazione del circuito ha bisogno di un condensatore di disaccoppiamento per filtrare l'alimentazione per rimuovere le interferenze. I chip RF sono più sensibili all'alimentazione elettrica. Condensatori di disaccoppiamento e induttori di isolamento sono necessari per filtrare l'interferenza acustica dell'alimentatore. L'alimentazione del circuito di radiofrequenza deve essere introdotta immediatamente dopo il circuito stampato. Eseguire il filtraggio e distribuire a varie parti del circuito dal blocco regolatore di tensione. Al fine di ridurre la perdita di corrente e generare caduta di tensione, la potenza è meglio passata attraverso lo strato interno attraverso il foro cieco ai dispositivi richiesti. L'alimentazione elettrica del circuito RF generalmente non ha bisogno di essere divisa nel piano e l'intero blocco Il piano di potenza interferirà con il segnale RF, quindi ha solo bisogno di soddisfare i requisiti di corrente per fornire energia attraverso lo strato interno. Tuttavia, al fine di evitare perdite di tensione, la linea di alimentazione deve essere il più breve possibile e non compatibile con microstrip. Linea sovrapposta routing, ma anche per evitare loop. Inoltre, l'alimentazione elettrica di disaccoppiamento intorno al chip e i fori di passaggio sul pad di messa a terra dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile al pad del condensatore e il pad di messa a terra del condensatore deve essere posato con una grande area di rame. Va notato qui che l'apertura e la quantità dei vias dovrebbero essere selezionati in base alla dimensione corrente.7 A proposito del trattamento superficialeLe schede RF spesso richiedono l'incollaggio del filo d'oro, che non può essere soddisfatto dal trattamento superficiale ordinario. Convenzionalmente, viene utilizzato l'oro spesso galvanizzato e lo spessore dell'oro è controllato sopra 2um per raggiungere i requisiti di adesione dell'incollaggio del filo d'oro. A causa dei requisiti del processo di placcatura in oro, i pad devono essere collegati fisicamente, in modo che tutti i pad possano essere placcati con oro mediante galvanizzazione. Questo appare tra i due pad che non dovrebbero essere collegati insieme nel circuito stampato che abbiamo progettato. C'è una sottile linea di processo che deve essere rimossa manualmente prima che il circuito stampato venga saldato. Non solo richiede tempo, ma distrugge anche la scorrevolezza e l'integrità della linea. Non è realistico lasciare la linea di processo per schede multistrato complesse. Nel processo di placcatura dell'oro reale, è generalmente un metodo di pressare il filo di alluminio sulla pelle di rame e quindi galvanizzare l'oro per rimuovere il filo di alluminio dopo la placcatura dell'oro. Lo svantaggio di questo è che il punto di pressatura del filo di alluminio non può essere placcato con oro. Il processo elettroless nichel-palladio-oro ha dimostrato di ottenere un perfetto effetto legante e non richiede una linea di processo. Può essere raggiunto controllando lo spessore del metallo nichel, palladio e oro. Il nichel generalmente non ha bisogno di un controllo speciale secondo lo spessore convenzionale. Lo spessore è generalmente controllato a 3 micropollici.