Технология PCB - техника снижения радиочастотного эффекта при проектировании межсоединений PCB

This paper introduCes various skills of chip to circuit board, interconnection in PCB and interconnection design between PCB and external devices, включать монтаж оборудования, Меры по изоляции проводов и снижению индуктивности проводов, Это поможет разработчикам снизить эффект радиочастоты при проектировании межсоединений PCB.

взаимодействие систем платы включает в себя связь между чипами и платы, внутреннюю связь PCB и связь между PCB и внешним оборудованием. при проектировании радиочастот электромагнитные характеристики точек соприкосновения являются одной из главных проблем, с которыми сталкивается инженерное проектирование. В настоящем документе описываются различные методы проектирования трех вышеупомянутых межсоединений, включая методы установки приборов, изоляцию проводов и меры по снижению индуктивности проводов.

В настоящее время имеются признаки того, что печатные платы спроектированы на все более высоком уровне. по мере того, как скорость данных растет, диапазон полосы пропускания, необходимый для передачи данных, также приводит к тому, что верхний предел частоты сигнала достигает 1 ГГц или даже выше. Хотя эта техника высокочастотных сигналов выходит далеко за рамки технологии миллиметровых волн (30ghz), она также охватывает радиочастотные и низкоконечные микроволновые технологии.

методика проектирования радиочастот должна быть способна регулировать эффект сильного магнитного поля, обычно возникающий в высокочастотном диапазоне. These electromagnetic fields can induce signals on adjacent signal lines or PCB lines, resulting in annoying crosstalk (interference and total noise) and damaging system performance. потери эхо - сигнала вызваны главным образом рассогласованием импедансов, which has the same impact on the signal as additive noise and interference.

потеря высокой прибыли имеет два негативных последствия:

сигнал, отражающий источник обратного сигнала, увеличивает системный шум и затрудняет проведение различия между шумом и сигналом приемника;

2. из - за изменения формы входного сигнала любой отраженный сигнал в основном снижает качество сигнала.

Although the digital system only processes 1 and 0 signals and has very good fault tolerance, гармоника, возникающая при нарастании высокоскоростных импульсов, the weaker the signal. Хотя передовая техника исправления ошибок может устранить некоторые негативные последствия, part of the system bandwidth is used to transmit redundant data, приводить к снижению производительности системы. A better solution is to let the RF effect help rather than damage the integrity of the signal. It is recommended that the total return loss at the digital system frequency (usually poor data points) is - 25dB, which is equivalent to VSWR of 1.1

PCB спроектирован таким образом, чтобы снизить расходы, сделать их более низкими, более оперативными и менее дорогостоящими. для rfpcb, высокоскоростные сигналы иногда ограничивают миниатюризацию PCB. В настоящее время основными путями решения проблем, связанных с сопротивлением, являются управление уровнем земли, расстояние между проводами и уменьшение индуктивности проводов. основной способ уменьшить потери эхо - сигнала - это совпадение импедансов. Этот метод включает эффективное управление изоляционными материалами и изоляцию активных сигнальных линий и заземленных линий, особенно между линиями сигнализации и заземленными линиями, в которых имеет место нарушение режима.

Поскольку точки соприкосновения являются слабым звеном цепи, электромагнитные характеристики точек соприкосновения являются основными проблемами при проектировании радиочастот. необходимо провести обследование каждого узла связи и решить существующие проблемы. межсоединение систем платы Включает подключение кристаллов к платы, внутреннюю связь PCB и вход / выход сигналов между PCB и внешним оборудованием.

a. взаимодействие чипа с PCB

пентхем IV и высокоскоростные чипы с большим числом точек соприкосновения на входе / выходе уже созданы. для самого чипа его свойства надежны, скорость обработки достигает 1 ГГц. В ходе рабочих совещаний, посвященных взаимодействию почти с ГГц, отрадно отметить, что методы решения проблемы роста числа и частоты I / O хорошо известны. Основная проблема взаимосвязи между чипами и PCB заключается в том, что чрезмерная плотность межсоединений может привести к тому, что основная структура материала PCB станет фактором, ограничивающим рост плотности межсоединений. На совещании было предложено новаторское решение, предусматривающее использование локальных радиопередатчиков внутри чипов для передачи данных на соседние платы. независимо от того, насколько эффективной является эта программа, участники очень хорошо понимают, что технология проектирования IC далеко не является технологической для ПКБ.

B. межсоединение в PCB

высокочастотный метод проектирование PCB are as follows:

1. углы поворота линии электропередач должны использоваться под углом 45°с, чтобы уменьшить обратный износ

2. High performance insulated circuit board with insulation constant value strictly controlled by level shall be adopted. Этот метод помогает эффективно управлять электромагнитным полем между изоляционными материалами и смежными соединениями.

совершенствование проектно - конструкторских норм PCB для достижения высокой точности травления. Учтите ошибки, указанные + / - 00007 дюйма в ширине шины, управляйте зажимами и поперечным сечением, и укажите условия гальванизации боковой стенки провода. полное управление геометрией и поверхностью покрытия проводов (проводников) имеет важное значение для решения и реализации норм, связанных с поверхностным эффектом микроволновой частоты.

4. видные провода имеют индуктивность отвода и следует избегать использования элементов с выводом. в высокочастотной среде используются компоненты поверхностной упаковки.

Что касается просачивания сигналов, то следует избегать использования технологии обработки отверстий (PTH) на чувствительных панелях, поскольку это приведет к индуктивности проводов, проходящих через отверстие. например, когда отверстие на 20 - й пластине используется для соединительного слоя от 1 до 3, индуктивность провода влияет на слой 4 до 19.

обеспечение достаточного уровня земли. Эти соединительные пласты следует соединять штампованными отверстиями, чтобы предотвратить влияние поля 3D на платы цепи.

следует выбрать неэлектролитическое никелирование или выщелачивание, а не гальваническое покрытие методом HASSL. Эта гальваническая поверхность может обеспечить более высокий скин - эффект для высокочастотных токов (Рисунок 2). Кроме того, такие высокотемпературные свариваемые покрытия требуют меньшего количества свинца, что способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.

8. сопротивление слоя может предотвратить поток флюса. However, неопределенность из - за толщины и изоляционных свойств, the whole plate surface is covered with solder resist material, это приведет к огромному изменению электромагнитной энергии в проектировании микрополос. Solderdam is generally used as the solder resist layer.

если вы не знакомы с этими методами, вы можете проконсультироваться с опытным инженером по проектированию военной микроволновой схемы. Вы также можете обсудить с ними вопрос о пределах цены, которую вы можете себе позволить. например, использование меди для создания микрополос на спине более экономично, чем зонирование. Ты можешь обсудить это с ними и получить более хороший совет. Наши инженеры, возможно, не привыкли принимать во внимание стоимость, но их советы также очень полезны. Сейчас мы должны сделать все возможное для подготовки молодых инженеров, которые не знакомы с радиочастотным эффектом и не имеют опыта его применения, что будет долгой задачей.

Кроме того, могут использоваться и другие решения, такие, как усовершенствование типов компьютеров, с тем чтобы они могли обрабатывать радиочастотные эффекты.

c. PCB interconnection with external devices

Теперь можно считать, что мы решили все вопросы управления сигналами на схемах, а также вопросы взаимодействия различных элементов. Итак, как решить проблему ввода / вывода сигнала из платы в провод, соединяющий удаленное устройство? Создатель коаксиальной кабельной технологии триомпетер electronics работает над решением этой проблемы и добивается некоторых важных успехов (Диаграмма 3). Кроме того, посмотрите магнитное поле, показанное на рисунке 4 ниже. в этом случае мы управляем переходом от микроленты к коаксиальному кабелю. в коаксиальных кабелях заземляющие слои пересекаются и равномерно распределены по кольцам. в микрополосе плоскость Земли находится под активной линией. Это привносит побочные эффекты, которые необходимо понимать, прогнозировать и учитывать при проектировании. Разумеется, такое несоответствие может также привести к обратным потерям. это несоответствие необходимо устранить, чтобы избежать шумов и помех сигнала.

управление проблемой импедансов в схемах является вопросом, который нельзя игнорировать при проектировании. сопротивление начинается с поверхности платы, then passes through a solder joint to the connector and ends at the coaxial cable. изменение импеданса по частоте, повышение частоты, Чем труднее управлять сопротивлением. The problem of using higher frequency to transmit signals on broadband seems to be the main problem in the проектирование PCB.