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PCB 블로그 - 무선 주파수 PCB 스태킹 설계의 중요성 및 최적화 전략

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PCB 블로그 - 무선 주파수 PCB 스태킹 설계의 중요성 및 최적화 전략

무선 주파수 PCB 스태킹 설계의 중요성 및 최적화 전략

2024-09-10
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Author:iPCB

RF PCB 스택은 여러 인쇄회로기판(PCB) 레이어가 특정 구조로 스택되어 전자 부품의 연결과 기능을 가능하게 하는 설계 방법입니다.스태킹을 통해 설계자는 제한된 공간에서 회로 기판의 밀도를 증가시키는 동시에 다양한 기능을 구현 할 수 있으며 이는 현대 전자 장치에서 특히 중요합니다.


RF PCB 스태킹의 핵심 구성 요소:

신호 계층: 일반적으로 신호 계층은 임피던스 일치 및 신호 무결성을 고려하도록 설계된 RF 신호를 호스팅하는 데 사용됩니다.

접지층: 신호 안정성을 확보하고 EMI (전자 간섭) 를 줄이기 위해 접지층 배치는 신호층 위쪽과 아래쪽의 완전한 접지평면을 포함한 넓은 면적에 배치해야 한다.

전원 계층: 전원 계층은 일반적으로 안정적인 전원을 공급하고 전원 무결성을 유지하기 위해 신호 계층 근처에 배치됩니다.접지평면과 전원층 사이의 양호한 배치도 신호의 질에 중대한 영향을 미친다.

절연층: 절연층은 서로 다른 신호층과 전원층을 분리하여 방해를 방지하는 데 사용된다.이러한 레이어는 일반적으로 회로의 고주파 성능 및 임피던스 제어에 영향을 주는 개전 재료로 만들어집니다.

오버홀: 설계 과정에서 오버홀은 각 레이어를 연결하는 데 중요한 요소입니다.구멍의 사용을 최소화하면 신호 반사 및 손실이 줄어듭니다.


무선 주파수 PCB 스태킹 설계의 원칙:

접지 관리: 일반적으로 주 접지 평면은 계층의 두 번째 층에 배치되고 무선 주파수 신호선은 최상위 층에 배치되어야 합니다.이를 통해 신호 간섭을 줄이고 신호의 반환 경로를 최적화할 수 있습니다.

신호층과 전원층의 배치: 신호층과 평면층의 합리적인 배치는 양호한 임피던스 정합과 신호 안정성을 제공하고 신호 전송 과정에서 반사와 손실을 최소화하는 데 도움이 된다.

구멍 사용 감소: 무선 주파수 경로에서 구멍의 크기를 줄이면 신호 반사와 손실이 줄어들어 전체 신호 무결성과 전송 효율이 향상됩니다.


무선 주파수 신호의 특성은 설계자가 스태킹할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

임피던스 정합: 신호선의 폭과 인접 계층의 설계는 임피던스 정합을 충족시켜 신호의 반사와 손실을 최소화해야 한다.

발열 성능: 고주파 신호는 종종 고출력 출력을 수반하기 때문에 회로 기판의 안정성을 보장하기 위해 합리적인 발열 구조를 설계해야 합니다.

EMI 억제: 합리적인 계층화 배치와 양호한 접지 설계는 전자기 간섭을 효과적으로 줄이고 PCB의 간섭 방지 능력을 향상시킬 수 있다.


무선 주파수 인쇄 회로기판 스택


무선 주파수 PCB 스태킹 신호 무결성 향상 정책:

1. 계층 구성 최적화

무선 주파수 PCB의 레이어 스태킹 구성은 신호 레이어와 접지 평면 사이의 적절한 거리를 보장하도록 합리적으로 설계되어야 합니다.이 구성은 좋은 참조 평면을 제공하여 신호 반사와 간섭을 줄이고 신호 무결성을 향상시킬 수 있습니다.


2. 적합한 재료 사용

PCB 재료를 선택할 때 저개전 상수와 저손실 인수의 재료를 사용하면 신호 전파의 속도와 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다.또한 다중 레이어 PCB 설계에 사용되는 재료는 고주파 신호의 안정성을 보장하기 위해 우수한 임피던스 특성을 가져야합니다.


3. 정렬 길이 단축

신호 정렬의 길이는 가능한 한 줄여야 신호 지연과 손실을 줄일 수 있다.PCB 설계에서는 신호 무결성을 유지하기 위해 불필요한 구멍과 각도를 피하기 위해 정확한 경로를 최적화합니다.


4. 접지층 증가

올바르게 구성된 접지층은 전자기 간섭(EMI)을 줄일 뿐만 아니라 좋은 신호 반환 경로를 제공하고 신호 안정성을 향상시킬 수 있다.다중 접지층을 사용하면 배전망(PDN)이 개선되어 신호 무결성이 향상됩니다.


5. 임피던스 정합 기술 적용

설계는 신호선의 특성 임피던스가 소스 및 로드 임피던스와 일치하도록 보장하여 신호 반사를 최소화해야 합니다.경로설정 시 정렬 폭과 레이어 간 거리를 조정하여 필요한 임피던스 일치를 설정할 수 있습니다.


6. 양호한 케이블 연결 정책 구현

일치 임피던스 끝과 적절한 경로설정 간격을 사용하면 방사선과 직렬 교란을 효과적으로 줄일 수 있습니다.케이블을 연결할 때 신호가 PCB에서 효과적으로 전송될 수 있도록 기존 잘 설계된 원리와 방법을 참조할 수 있습니다.


7. 신호 완전성 분석

신호 완전성 분석의 중요성은 무시할 수 없다.설계자는 전문적인 분석 도구를 사용하여 작업 조건에서 PCB 기판의 신호 무결성 성능을 시뮬레이션하고 예측하며 분석 결과에 따라 필요한 조정을 수행할 수 있습니다.


RF PCB 스택은 현대 전자 기기의 핵심 설계 측면입니다.적절한 스태킹 설계는 회로 밀도와 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 신호 무결성, 임피던스 일치 및 전자기 간섭 등의 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.설계자는 접지 관리 원칙을 준수하고 계층 계층 구성을 최적화하며 적절한 재료를 사용하고 표준 길이를 줄임으로써 무선 주파수 PCB의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.