PCB 기술 - PCB 상호 연결 설계에서 무선 주파수의 영향을 줄이는 팁

이 문서에서는 장치 설치, 케이블 분리 및 지시선 감지 감소 조치를 포함하여 설계자가 PCB 상호 연결 설계에서 RF 효과를 줄일 수 있도록 칩과 회로 기판, PCB의 상호 연결 및 PCB와 외부 장치 간의 상호 연결 설계에 대한 다양한 기법을 소개합니다.

보드 시스템의 상호 연결에는 칩과 보드, PCB의 상호 연결 및 PCB와 외부 장치 간의 상호 연결이 포함됩니다.무선주파수설계에서 상호련결점의 전자기특성은 공정설계가 직면한 주요문제의 하나이다.본고는 상술한 세 가지 상호 연결 설계의 각종 기교를 소개하였는데, 여기에는 부품 설치 방법, 배선 격리와 지시선 전감을 낮추는 조치가 포함된다.

현재 인쇄회로기판 설계의 빈도가 갈수록 높아지고 있다는 징후가 있다.데이터 속도가 증가함에 따라 데이터 전송에 필요한 대역폭도 최대 1GHz 이상의 신호 주파수를 제공합니다.비록 이런 고주파신호기술은 밀리메터파기술 (30ghz) 의 범위를 훨씬 초과하였지만 무선주파수와 저단미파기술도 관련된다.

무선 주파수 공정 설계 방법은 일반적으로 높은 주파수 대역에서 발생하는 강한 전자장 효과를 처리할 수 있어야 한다.이러한 전자기장은 인접한 신호선이나 PCB 선에서 신호를 감지하여 혐오스러운 직렬 교란 (간섭 및 총 소음) 을 초래하고 시스템 성능을 손상시킵니다.반향 손실은 주로 임피던스 미스매치로 인해 발생하며, 임피던스 미스매치가 신호에 미치는 영향은 가성 소음과 간섭과 같다.

고회파 손실에는 두 가지 부정적인 영향이 있습니다.

1.신호원을 반사하는 신호는 시스템 소음을 증가시켜 수신기가 소음과 신호를 구분하기 더욱 어렵게 한다;

2. 입력 신호의 형태가 바뀌기 때문에 모든 반사 신호는 기본적으로 신호의 질을 떨어뜨린다.

비록 디지털 시스템은 1과 0 신호만 처리하고 매우 좋은 내결함성을 가지고 있지만, 고속 펄스가 상승할 때 발생하는 고조파는 주파수가 높을수록 신호가 약해진다.전방향 오류 수정 기술은 일부 부정적인 영향을 제거할 수 있지만, 일부 시스템 대역폭은 중복 데이터를 전송하는 데 사용되어 시스템 성능이 저하된다.더 나은 솔루션은 신호의 무결성을 해치는 대신 RF 효과를 작동시키는 것입니다.권장 디지털 시스템 주파수 (일반적으로 낮은 데이터 포인트) 의 총 회파 손실은 -25dB로 1.1의 VSWR에 해당합니다.

PCB 설계의 목표는 더 작고, 더 빠르고, 더 낮은 비용입니다.rfpcb의 경우 고속 신호가 PCB 설계의 소형화를 제한하는 경우가 있습니다.현재 직렬 교란 문제를 해결하는 주요 방법은 접지 평면 관리, 배선 간격 및 지시선 감지를 낮추는 것입니다.반향 손실을 줄이는 주요 방법은 임피던스 일치입니다.이 방법은 절연 재료에 대한 효과적인 관리와 유원 신호선과 지선의 격리, 특히 상태가 도약하는 신호선과 지간 사이를 포함한다.

상호 연결점은 회로 체인의 취약한 부분이기 때문에 무선 주파수 설계에서 상호 연결점의 전자기 특성은 공사 설계가 직면한 주요 문제이다.각 상호 연결점을 조사하고 문제점을 해결할 필요가 있습니다.보드 시스템의 상호 연결에는 칩과 보드, PCB의 상호 연결, PCB와 외부 장치 간의 신호 입출력이 포함됩니다.

a. 칩과 PCB 간의 상호 연결

펜티엄 IV와 대량의 입력/출력 상호 연결점을 포함하는 고속 칩이 이미 출시되었다.칩 자체로 말하자면, 그것의 성능은 믿을 만하며, 처리 속도는 1GHz에 달한다.기가헤르츠에 가까운 상호 연결 워크숍에서 I/O 수와 빈도가 증가하는 것을 처리하는 방법은 이미 널리 알려져 있다는 것이 흥미롭다.칩과 PCB의 상호 연결의 주요 문제는 상호 연결 밀도가 너무 높으면 PCB 재료의 기본 구조가 상호 연결 밀도의 증가를 제한하는 요소가된다는 것입니다.이 자리에서는 칩 내부의 로컬 무선 송신기를 사용하여 인접한 회로 기판으로 데이터를 전송하는 혁신적인 솔루션이 제시되었습니다.이 방안이 효과가 있든 없든 참석자들은 고주파 응용에 있어서 IC 설계 기술은 PCB 설계 기술과 거리가 멀다는 것을 잘 알고 있다.

b.PCB의 상호 연결

고주파 PCB 설계의 팁과 방법은 다음과 같습니다.

1. 송전선로의 모퉁이에는 45도 각도를 채택하여 회손을 줄여야 한다

2.절연 상수치를 엄격히 등급에 따라 제어하는 고성능 절연 회로판을 사용해야 한다.이 방법은 절연재료와 인접한 배선 사이의 전자장을 효과적으로 관리하는 데 도움이 된다.

3.PCB 설계 사양을 개선하고 고정밀 식각을 실현합니다.+ / - 0.0007인치의 버스 폭 오차를 고려하여 케이블 형태의 언더컷과 횡단면을 관리하고 케이블 측면 벽 도금 조건을 지정합니다.배선 (컨덕터) 기하학적 형태와 코팅 표면의 전반적인 관리는 마이크로파 주파수와 관련된 피부 효과 문제를 해결하고 이러한 규범을 달성하는 데 매우 중요합니다.

4. 돌출된 지시선은 헤드업 감각이 있으므로 지시선이 있는 컴포넌트의 사용을 피해야 합니다.고주파 환경에서 표면 설치 어셈블리를 사용합니다.

5. 신호 오버홀의 경우 오버홀의 지시선 감전을 초래하므로 민감한 보드에서 오버홀 가공(PTH) 프로세스를 사용하지 마십시오.예를 들어, 20-레이어의 오버홀이 레이어 1에서 3을 연결하는 데 사용되는 경우 지시선 센싱은 레이어 4-19에 영향을 줄 수 있습니다.

6. 충분한 지면을 제공한다.이러한 접지층은 3D 전자장이 보드에 미치는 영향을 방지하기 위해 몰드 구멍을 사용하여 연결해야 합니다.

7. 비전해 니켈 도금 또는 침금 공예를 선택해야 하며 HASL법으로 도금해서는 안 된다.이 도금 표면은 고주파 전류에 더 나은 피부 표현 효과를 제공 할 수 있습니다 (그림 2).또한 이 높이 용접 코팅은 더 적은 양의 납을 필요로 하므로 환경 오염을 줄이는 데 도움이 됩니다.

8.용접 저항층은 용접고의 흐름을 방지할 수 있다.그러나 두께의 불확실성과 절연 성능의 불확실성으로 인해 전체 판 표면이 용접 저항 재료로 덮여 있어 마이크로밴드 설계에서 전자기 에너지의 큰 변화를 초래할 수 있다.일반적으로 저항 레이어는 저항 레이어로 사용됩니다.

만약 당신이 이런 방법에 익숙하지 않다면 경험이 있는 설계공정사에게 문의할수 있다. 그는 일찍 군용마이크로파회로기판의 설계에 종사한적이 있다.너는 그들과 네가 감당할 수 있는 가격 범위를 토론할 수도 있다.예를 들어, 동등공면 마이크로밴드 설계를 사용하는 것이 밴드 라인 설계보다 더 경제적입니다.너는 그들과 토론해서 더 좋은 건의를 얻을 수 있다.우리 엔지니어들은 비용을 고려하는 데 익숙하지 않을 수도 있지만, 그들의 제안도 매우 도움이 된다.이제 우리는 무선 주파수 효과에 익숙하지 않고 무선 주파수 효과를 다루는 경험이 부족한 젊은 엔지니어들을 양성하기 위해 최선을 다해야 한다. 이것은 장기적인 작업이 될 것이다.

또한 RF 효과 처리를 위해 컴퓨터 유형을 개선하는 등 다른 솔루션도 사용할 수 있습니다.

c. 외부 장치와의 PCB 연결

이제 보드와 다양한 개별 구성 요소의 상호 연결에 대한 모든 신호 관리 문제를 해결했다고 볼 수 있습니다.그렇다면 보드에서 원격 장치를 연결하는 컨덕터로의 신호 입출력 문제는 어떻게 해결합니까?동축 케이블 기술의 혁신가 인 Trompeter electronics는이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있으며 몇 가지 중요한 진전을 이뤘습니다 (그림 3).또한 다음 그림 4와 같은 전자기장을 보십시오.이 경우 마이크로밴드에서 동축 케이블로의 변환을 관리합니다.동축 케이블에서 지선층은 원형으로 교차되고 균일한 간격을 가진다.마이크로밴드에서 접지 평면은 유원선 아래에 있습니다.이것은 설계에서 이해하고 예측하고 고려해야 할 에지 효과에 대해 설명합니다.물론 이 불일치도 역손실을 초래할 수 있다.노이즈와 신호 간섭을 방지하기 위해 이러한 미스매치를 줄여야 합니다.

회로 기판 임피던스 문제의 관리는 무시할 수 없는 설계 문제이다.임피던스는 보드 표면에서 시작하여 용접점을 통해 커넥터에 도달하고 동축 케이블에 도달합니다.임피던스는 주파수에 따라 달라지기 때문에 주파수가 높을수록 임피던스 관리가 어려워집니다.더 높은 주파수를 사용하여 광대역에서 신호를 전송하는 문제는 PCB 설계의 주요 문제인 것 같습니다.