PCB部落格 - 减少PCB板互連設計中射頻效應的方法

互連 PCB電路板 系統包括連接到電路板的晶片, 內部互聯 PCB板, 和3種類型的互連 PCB板 和外部設備. 射頻設計中, 互連點的電磁特性是工程設計面臨的主要問題之一. 本文介紹了上述3種互連設計的各種科技, 包括設備安裝方法, 接線隔離, 降低引線電感的措施, 還有更多. 目前有迹象表明，印刷電路板設計的頻率越來越高. 隨著資料速率的不斷提高, 資料傳輸所需的頻寬也將訊號頻率上限推至1 GHz及以上. 這種高頻訊號科技, while well beyond mmWave technology (30GHz), 也涉及射頻和低端微波技術.

射頻工程方法必須能够處理通常在更高頻率下發生的更强電磁場效應。 這些電磁場可在相鄰訊號線或PCB板軌跡上感應訊號，導致不必要的串擾（干擾和總雜訊），並損害系統性能。 回波損耗主要由阻抗失配引起，對訊號的影響與附加雜訊和干擾相同。 高回波損耗有兩個負面影響：1。訊號反射回源會給系統新增雜訊，使接收器更難區分雜訊和訊號； 2、由於輸入信號形狀發生變化，任何反射訊號基本上都會降低訊號質量。 雖然數位系統只處理1s和0s，囙此具有很强的容錯性，但高速脈衝上升時產生的諧波可能會導致更高頻率下的訊號較弱。 雖然前向糾錯科技可以消除一些負面影響，但部分系統頻寬用於傳輸冗餘數據，導致系統性能降低。 更好的解決方案是讓射頻效應有助於而不是降低信號完整性。 以推薦的數位系統頻率返回（通常數據點較差）

總損耗為-25dB，對應於1.1的駐波比。

的目標 PCB板 設計要更小, 更快, 而且更便宜. 對於RF PCB板s, 高速訊號有時會限制 PCB板 設計. 現時, 解决串擾問題的主要方法是地平面管理, 接線間距, 减少螺柱電容. 减少回波損耗的主要方法是通過阻抗匹配. 該方法包括有效管理絕緣材料和隔離有源訊號線和地線, 尤其是在發生狀態轉換的訊號線和接地之間. 因為互連點是電路鏈中最薄弱的環節, 射頻設計中, 互連點的電磁特性是工程設計面臨的主要問題, 應檢查每個互連點，並解决存在的問題. 電路板系統的互連包括3種類型的互連：晶片到電路板, 內部互聯 PCB板, 和訊號輸入/之間的輸出 PCB板 和外部設備.

晶片到PCB互連

具有大量輸入/輸出互連點的奔騰IV和高速晶片已經可用。 就晶片本身而言，其效能是可靠的，處理速率已經能够達到1GHz。 在近GHz互連研討會（棧單w.亞利桑那州.ww.com）上令人興奮的是，處理不斷增加的I/O數量和頻率的方法是眾所周知的。 晶片到PCB互連的主要問題是互連密度太高，以至於PCB資料的基本結構成為互連密度增長的限制因素。 會議上提出了一種創新的解決方案，使用晶片內的本地無線發射器將資料傳輸到相鄰的電路板。 無論這個解決方案是否有效，與會者都清楚，在高頻應用中，IC設計科技已經遠遠超過PCB板設計科技。 高頻PCB板設計的技巧和方法如下：

1）輸電線路的轉角應為45°，以减少回波損耗；

2）應使用高性能絕緣電路板，其絕緣常數根據等級嚴格控制。 這種方法有助於有效管理絕緣材料和相鄰接線之間的電磁場。

3）為了實現高精度蝕刻，有必要改進PCB板設計規範。 考慮指定線寬的總誤差為+/-0.0007英寸，管理佈線形狀的咬邊和橫截面，並指定佈線側壁電鍍條件。 佈線（導體）幾何形狀和塗層表面的全面管理對於解决與微波頻率相關的集膚效應問題並實現這些規範非常重要。

4）突出的引線中有抽頭電感，應避免使用帶引線的元件。 對於高頻環境，請使用表面貼裝組件。

5）對於訊號過孔，避免在敏感板上使用過孔處理（pth）過程，因為該過程將導致過孔處的引線電感。 例如，當20層板上的通孔用於連接層1至3時，引線電感可能會影響層4至19。

6）提供豐富的地平面。 這些接地板通過模制孔連接在一起，以防止電路板上3D電磁場的影響。

7）選擇化學鍍鎳或浸沒鍍金工藝時，不要使用HASL方法進行電鍍。 這種電鍍表面為高頻電流提供了更好的集膚效應。 此外，這種高可焊性塗層需要更少的鉛，有助於减少環境污染。

8）阻焊膜防止錫膏流動。 然而，由於厚度的不確定性和未知的絕緣特性，用阻焊資料覆蓋整個電路板表面將導致微帶設計中電磁能量的巨大變化。 阻焊板通常用作阻焊板。

如果您不熟悉這些方法, 諮詢經驗豐富的軍用微波電路板設計工程師. 你也可以和他們討論你能負擔得起的價格範圍. 例如, 銅背共面微帶設計比帶狀線設計更經濟, 你可以與他們討論這個問題，以獲得更好的構建. 的工程師可能不習慣考慮成本, 但是他們的建議會很有幫助. 現在嘗試培訓不熟悉射頻效應且缺乏處理射頻效應經驗的年輕工程師將是一項長期的努力. 此外, 其他解決方案可用, 例如，改造電腦，使其具有處理射頻效應的能力. 現在可以認為，我們已經解决了電路板和各種離散組件互連上的所有訊號管理問題. 那麼如何求解訊號輸入呢/從電路板到連接到遠程設備的導線的輸出問題? 特洛佩特電子公司, 同軸電纜科技的創新者, 正在努力解决這個問題，並取得了一些重要進展. 而且, 看看給定的電磁場. 在這種情況下, 我們管理微帶和同軸電纜之間的過渡. 同軸電纜中, 地平面交織成一個環形，且間距均勻. 在微帶中, 地平面位於上的啟動線下方 PCB板.