射频板叠层结构和布线要求
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射频板叠层结构和布线要求
⼀、射频板叠层结构
RF PCB单板的叠层结构除了要考虑射频信号线的阻抗以外,还需要考虑散热、电流、器件、EMC、结构和趋肤效应等问题,通常我们在多层印制板分层及堆叠中遵徇以下⼀些基本原则:
A) RF PCB的每层都⼤⾯积铺地,没有电源平⾯,RF布线层的上下相邻两层都应该是地平⾯。
即使是数模混合板,数字部分可以存在电源平⾯,但是 RF 区仍然要满⾜每层都⼤⾯积铺地的要求。
B) 对RF双⾯板来说,顶层为信号层,底层为地平⾯。
四层RF单板,顶层为信号层,第⼆层和第四层为地平⾯,第三层⾛电源、控制线。
特殊情况在第三层可以⾛⼀些RF 信号线。
更多层的RF 单板,以此类推。
C) 对于RF背板来说,上下两表⾯层都是地⾯,为了减⼩过孔及连接器的引起的阻抗不连续性,第⼆、三、四、五层⾛数字信号。
⽽其它靠底⾯的带状线层都是 RF 信号层。
同样,RF 信号层上下相邻两层该是地⾯,每层都应该⼤⾯积铺地。
D) 对于⼤功率、⼤电流的射频板应该将RF 主链路放置到顶层并且⽤较宽的微带线连接。
这样有利于散热和减⼩能量损耗,减少导线腐蚀误差。
E) 数字部分的电源平⾯应靠近接地平⾯,并且安排在接地平⾯之下。
这样可以利⽤两⾦属平板间的电容作电源的平滑电容,同时接地平⾯还对电源平⾯上分布的辐射电流起到屏蔽作⽤。
具体叠层⽅法和平⾯分割要求可以参照EDA 设计部颁布的《20050818 印刷电路板设计规范——EMC 要求》,以⽹上最新标准为准。
⼆、射频板布线要求
1.转⾓
射频信号⾛线如果⾛直⾓,拐⾓处的有效线宽会增⼤,阻抗不连续⽽引起反射。
故要对转⾓进⾏处理,主要为切⾓和圆⾓两种⽅法。
(1) 切⾓适⽤于⽐较⼩的弯⾓。
如图左,切⾓的适⽤频率可达 10GHz。
(2) 圆弧⾓的半径应⾜够⼤,⼀般来说,要保证:R>3W。
如图右
2.微带线布线
PCB顶层⾛射频信号,射频信号下⾯的平⾯层必须是完整的接地平⾯,形成微带线结构。
要保证微带线的结构完整性,有以下要求:
(1) 微带线两边的边缘离下⽅地平⾯边缘⾄少要有3W 宽度。
且在3W 范围内,不得有⾮接地的过孔。
(2) 微带线⾄屏蔽壁距离应保持为2W 以上。
(注:W 为线宽)。
(3) 同层内⾮耦合微带线要做包地铜⽪处理并在地铜⽪上加地过孔,孔间距⼩于λ/20,均匀排列整齐。
地铜箔边缘要光滑、平整、禁⽌尖锐⽑刺。
建议包地铜⽪边缘离微带线边缘⼤于等于1.5W的宽度或者3H的宽度,H 表⽰微带衬底介质的厚度。
(4) 禁⽌ RF 信号⾛线跨第⼆层的地平⾯缝隙。
3.带状线布线
射频信号有时要从PCB的中间层穿过,常见的为从第三层⾛,第⼆层和第四层必须是完整的接地平⾯,即偏⼼带状线结构。
应保证带状线的结构完整性须要求:
(1) 带状线两边的边缘离上下地平⾯边缘⾄少3W宽度,且在3W范围内,不得有⾮接地的过孔。
(2) 禁⽌RF带状线跨上下层的地平⾯缝隙。
(3) 同层内带状线要做包地铜⽪处理并在地铜⽪上加地过孔,孔间距⼩于λ/20,均匀排列整齐。
地铜箔边缘要光滑、平整、禁⽌尖锐⽑刺。
建议包地铜⽪边缘离带状线边缘⼤于等于1.5W 的宽度或者3H的宽度,H 表⽰带状线上下介质层总厚度。
(4) 如果带状线要传输⼤功率信号,为了避免50欧姆线宽过细,通常要将带状线区域的上下两个参考平⾯的铜⽪做挖空处理,挖空宽度为带状线的总介质厚度的5倍以上,如果线宽仍然达不到要求,则再将上下相邻的第⼆层参考⾯挖空。
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