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射頻板疊層結構與射頻板布線要求

m3eY_edn_china ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-05-18 08:38 ? 次閱讀

一、射頻板疊層結構

RF PCB單板的疊層結構除了要考慮射頻信號線的阻抗以外,還需要考慮散熱、電流、器件、EMC、結構和趨膚效應等問題,通常我們在多層印制板分層及堆疊中遵徇以下一些基本原則:

A) RF PCB的每層都大面積鋪地,沒有電源平面,RF布線層的上下相鄰兩層都應該是地平面。即使是數模混合板,數字部分可以存在電源平面,但是 RF 區仍然要滿足每層都大面積鋪地的要求。

B) 對RF雙面板來說,頂層為信號層,底層為地平面。四層RF單板,頂層為信號層,第二層和第四層為地平面,第三層走電源、控制線。特殊情況在第三層可以走一些RF 信號線。更多層的RF 單板,以此類推。

C) 對于RF背板來說,上下兩表面層都是地面,為了減小過孔及連接器的引起的阻抗不連續性,第二、三、四、五層走數字信號。而其它靠底面的帶狀線層都是 RF 信號層。同樣,RF 信號層上下相鄰兩層該是地面,每層都應該大面積鋪地。

D) 對于大功率、大電流的射頻板應該將RF 主鏈路放置到頂層并且用較寬的微帶線連接。這樣有利于散熱和減小能量損耗,減少導線腐蝕誤差。

E) 數字部分的電源平面應靠近接地平面,并且安排在接地平面之下。這樣可以利用兩金屬平板間的電容作電源的平滑電容,同時接地平面還對電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用。具體疊層方法和平面分割要求可以參照EDA 設計部頒布的《20050818 印刷電路板設計規范——EMC 要求》,以網上最新標準為準。

二、射頻板布線要求

1.轉角

射頻信號走線如果走直角,拐角處的有效線寬會增大,阻抗不連續而引起反射。故要對轉角進行處理,主要為切角和圓角兩種方法。

(1) 切角適用于比較小的彎角。如圖左,切角的適用頻率可達 10GHz。

(2) 圓弧角的半徑應足夠大,一般來說,要保證:R>3W。如圖右

2.微帶線布線

PCB頂層走射頻信號,射頻信號下面的平面層必須是完整的接地平面,形成微帶線結構。要保證微帶線的結構完整性,有以下要求:

(1) 微帶線兩邊的邊緣離下方地平面邊緣至少要有3W 寬度。且在3W 范圍內,不得有非接地的過孔。

(2) 微帶線至屏蔽壁距離應保持為2W 以上。(注:W 為線寬)。

(3) 同層內非耦合微帶線要做包地銅皮處理并在地銅皮上加地過孔,孔間距小于λ/20,均勻排列整齊。地銅箔邊緣要光滑、平整、禁止尖銳毛刺。建議包地銅皮邊緣離微帶線邊緣大于等于1.5W的寬度或者3H的寬度,H 表示微帶襯底介質的厚度。

(4) 禁止 RF 信號走線跨第二層的地平面縫隙。

3.帶狀線布線

射頻信號有時要從PCB的中間層穿過,常見的為從第三層走,第二層和第四層必須是完整的接地平面,即偏心帶狀線結構。應保證帶狀線的結構完整性須要求:

(1) 帶狀線兩邊的邊緣離上下地平面邊緣至少3W寬度,且在3W范圍內,不得有非接地的過孔。

(2) 禁止RF帶狀線跨上下層的地平面縫隙。

(3) 同層內帶狀線要做包地銅皮處理并在地銅皮上加地過孔,孔間距小于λ/20,均勻排列整齊。地銅箔邊緣要光滑、平整、禁止尖銳毛刺。建議包地銅皮邊緣離帶狀線邊緣大于等于1.5W 的寬度或者3H的寬度,H 表示帶狀線上下介質層總厚度。

(4) 如果帶狀線要傳輸大功率信號,為了避免50歐姆線寬過細,通常要將帶狀線區域的上下兩個參考平面的銅皮做挖空處理,挖空寬度為帶狀線的總介質厚度的5倍以上,如果線寬仍然達不到要求,則再將上下相鄰的第二層參考面挖空。

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原文標題:射頻板疊層結構和布線要求

文章出處:【微信號:edn-china,微信公眾號:EDN電子技術設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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