PCB 기술 - 무선 주파수 컴포넌트를 위한 빠른 회전 PCB 제작

저렴한 PCB(인쇄회로기판)를 사용하면 거의 모든 CAD 소프트웨어(심지어 무료 소프트웨어)로 몇 시간 안에 손쉽게 회로기판을 설계할 수 있습니다.이틀이면 책상에서 원형판을 완성할 수 있다.많은 소프트웨어 패키지에는 좋은 설계 규칙이 있습니다.대부분의 PCB 제조업체는 0.006인치까지 낮은 선가중치와 선 간격을 생산할 수 있습니다.

이런 정밀도는 저주파 회로에서는 문제가 없지만, 무선 주파수 회로는 보통 50개의 섬 연결선이 있어야 정상적으로 작동할 수 있다.부품의 부피는 점점 작아지지만 물리 법칙은 변하지 않는다.따라서 오늘날 0.062인치 두께의 프로토타입 보드의 마이크로밴드 선폭은 0.11인치이고 30년 전에는 0.11인치였다.그러나 많은 SMT (표면 조립 기술) 구성 요소는 이전 세대 구성 요소보다 훨씬 작습니다.따라서 무선 주파수 프로토타입용 저가형 듀얼 패널은 오늘날의 소형 SMT 부품에 적합하지 않은 것 같습니다.

cpwg(접지공면파도) 구조를 사용하면 PCB에서 50개의 무선 주파수 케이블을 만들 수 있다.Cpwg 구조는 필요한 라우트를 생성할 수 있으며 마이크로밴드 구조의 너비보다 작습니다.

상판의 접지 동박은 마이크로밴드 선에 가까워 마이크로밴드 구조의 용량을 늘렸다.전체 구조를 50 ° 로 보정하고 유지하기 위해서는 중심 경로설정 폭을 어느 정도 줄여 전기 감각을 높여야 합니다.

저비용, 빠른 PCB 공정의 cpwg 구조를 어떻게 설계합니까?인터넷에서 많은 cpwg 계산기를 찾을 수 있지만 지역 간격이 라우팅 너비의 30% 보다 작을 때?50% 에서 이러한 계산기는 회로 기판의 동박 배선 높이가 중요한 요소가 되기 때문에 실패합니다.그것은 계산기가 가정한 것보다 더 많은 용량을 증가시켰다.따라서 이러한 계산기는 50섬 이하로 임피던스를 낮추기 위해 높은 용량을 가진 라우팅을 설계합니다.이러한 공식은 수년 전의 IC 설계로 거슬러 올라갑니다.

오늘날의 PCB는 IC와 본질적으로 다르기 때문에 많은 계산기의 공식을 더 이상 사용할 수 없습니다.PCB에서 좁은 간격의 중심선 비율을 가진 cpwg를 올바르게 설계하는 가장 좋은 방법은 전체 3D 전자기 시뮬레이터를 사용하는 것입니다.이 예에서는 일반적인 구조의 값을 제공합니다.

최소 배선 간격을 6밀이로 유지하여 cpwg 구조를 시뮬레이션, 제조 및 테스트했습니다.흔히 볼 수 있는 0.062인치 두께의 FR-4 PCB 재료의 경우 너비가 0.032인치, 간격이 0.006인치인 케이블은 50섬에 가장 가깝다.6GHz에서는 40dB보다 라우팅 회선의 반향 손실이 우수합니다.

이 옵션은 0.11인치 와이드 케이블 연결 방법보다 우수하며 SMT 컴포넌트와 호환됩니다.치수가 0603인 SMT 컴포넌트와 일반적인 SMA(표면 장착 어셈블리) 보드 에지 커넥터가 이 컨덕터와 정확히 일치할 수 있습니다.그림 1은 다양한 일반적인 RF 구성 요소와 준비된 PCB를 비교합니다.용접 디스크 크기가 0.032인치 경로설정 너비보다 큰 부품의 경우 상판 접지와의 간격을 늘려 보상할 수 있습니다.예를 들어, 상단 클리어런스를 0805 SMT 용접판에서 약 0.008인치로 늘리고 1206 SMT 컴포넌트 용접판을 0.012인치로 늘리면 용접판 용량이 너무 커지는 것을 방지할 수 있습니다.

일반적인 설계 규칙을 준수하기 위해 테스트 PCB에 깔린 회로 기판 가장자리에서 동박을 0.01인치 뒤로 당겼습니다.그러나이 폴백 및 플레이트 측면에 장착 된 커넥터는 변환을 위해 약간의 전기 감각을 증가시킵니다.라인 끝판 측면 커넥터 중간에 있는 두꺼운 핀은 내장된 커패시터 보상을 위해 추가 커패시터를 추가합니다.핀을 원래 길이의 약 절반으로 줄이면 비슷한 수준의 용량을 사용하여 균형 잡힌 감지 변환을 얻을 수 있습니다.

Cpwg 구조는 경로설정 아래에 견고한 접지평면이 있어야 합니다.최상위 배선 아래의 하층에 개구부를 남기면 구조에 큰 감전감을 주고 고주파 성능을 떨어뜨린다.또한 위쪽 바닥과 아래쪽 바닥을"봉합"하기 위해 약간의 오버홀을 사용해야 합니다.이런 봉합 구멍의 배치는 회로가 사용하는 최고 주파수 파장의 8분의 1을 초과해서는 안 된다.0.1인치 간격은 10GHz 이상의 주파수에서 잘 작동합니다.

구멍 봉합에서 중심선까지의 간격은 동일한 간격 규칙을 따릅니다.경로설정 라인에서 정상적인 작업을 위해 충분한 오버홀을 쉽게 배치할 수 있습니다.

구멍이 충분하지 않으면 S21의 전송 특성에서 0.5dB에서 1dB의 작지만 빠른 감소를 볼 수 있으며 주파수에 따른 선형 손실 기울기가 아닙니다.이 효과는 VNA(벡터 네트워크 분석기)를 사용하여 즉시 볼 수 있습니다.테스트 보드의 측정에 따르면 두 개의 보드 에지 커넥터를 포함하여 3GHz와 10GHz에서 손실은 각각 약 0.25dB/in과 1dB/in입니다.

0.032인치 미만의 용접 디스크가 있는 SMT 장치 또는 IC를 연결하려면 필요에 따라 중심 컨덕터를 축소하고 가능한 한 장치에 접근합니다.실제 불연속성이 작으면 주파수가 높지 않을 때 영향을 무시할 수 있습니다.