手机射频Placement的小结与心得

射频transceiver

『尽量靠近BB芯片，使得到BB的IQ、SPI等线尽量短』

这是没错 IQ讯号固然是不需要阻抗控制 但I/Q走线 不管Tx还是Rx

多半是差分讯号

你如果I/Q讯号太长 那么就可能会有I/Q Mismatch的风险

那下场就是你的EVM跟Phase error变差

更不要说线一长 就有容易被Noise干扰的风险

至于SPI 因为多半会有Data跟CLK讯号

走线一长 容易会有EMI辐射干扰

『接收Port位置应方便接收差分线出线并走表层。』

这是对的 不过有时碍于组件空间摆放 硬要走表层

很可能跟其他走线之间的距离太近 那么Desense issue就出来了

所以这时 内层走线是必要的

先求不被干扰为优先原则

当然 内层阻抗不好控制 且相同100奥姆情况下

内层走线多半线宽较窄 这意味着Loss会变大

而且这样上山下海换层 Via的寄生效应 也会使阻抗偏差

不过 现在手机 很多RF功能都有额外的LNA

也就是eLNA (external LNA)

换言之 既然这段走线 是在eLNA之后

那么原则上 阻抗偏差的Mismatch Loss 对于灵敏度 影响不是那么大

当然是先以不被干扰的内层走线为优先考虑

『如果有分集天线，尽量兼顾到主集和分集，但目前主流板型考虑分集天线较多， 因为分集天线环境通常较差，主集天线环境较好，且主集走线本来就很长。』

这也是对的 因为Diversity 本来就是为了LTE灵敏度达目标必要手段

因此 主天线跟副天线 至少要一个好

否则两个都烂 那就失去Diversity辅助灵敏度的功能了

『方便TCXO的摆放，即尽量远离热源』

一般热源 不外乎是PA跟PMIC 即便TCXO有温度补偿

但温度补偿也不是万能

所以当然要尽可能远离这些热源 避免震荡频率受温度影响

除此之外 更要远离震动处

因为XTAL会因为压电效应 其震荡频率受到外力影响而有所偏移

因此 摆Placement时 要远离外部Connector处 最典型就是USB

否则会因为USB Connector外力插拔 其外力改变晶振的震荡频率

如上图所示 在PCB设计上 其USB的接口处 不要一块跳水板这样延伸出来 而是应该直接内嵌在PCB中 这样才能减少USB外力插拔

对晶振的压电效应影响

所以以下图为例 晶振的位置 就不宜靠近耳机插孔

否则震荡频率 就会受耳机孔外力插拔所偏移

而以下图为例 晶振离Shielding Frame的距离还OK 不至于太近 但上方就是耳机孔 有可能会受外力影响 改变震荡频率

建议可以摆放到黄圈处 但这样有可能会使晶振走线太长

必要时可以改变收发器出Pin位置

还有一点是 在研发过程中 做任何测试

务必要盖上Shielding Cover

因为很可能Shielding Cover跟XTAL太近 以至于盖上去时

其寄生效应使晶振的振荡频率偏移

这就有可能需要跟机构讨论 甚至开天窗都有可能

但如果你在研发过程中做测试时 都没盖上

那么这问题 很可能到了工厂才爆发

这会有良率的问题 而且Design issue 要修改也需要时间

基于及早发现 及早治疗的概念

最好研发阶段就要验证其Shielding Cover的寄生效应影响

当然 晶振摆放位置 也不宜离Shielding frame太近

避免寄生效应的影响 所以以下图为例

晶振位置最好能再离Shielding Frame远一点

像这样就还OK

『方便去耦电容和滤波电容等外围器件的摆放』

当然落地电容 是肯定要越靠近IC越好 但大家都要靠近

肯定有个优先顺序

优先顺序: pF等级的滤波电容 > uF等级的稳压电容

如果pF等级的滤波电容不只一个 那就是pF值越小越优先

『如果双面布件，其背面尽量避开其他芯片，为方便出线和避免干扰』

除此之外 还有Thermal考虑 如果热散不掉

那么所有RF功能 都会受高温劣化

前面提到 收发器要尽量靠近BB芯片 因此加上这个规则

可以这样放

TCXO或crystal

『时钟如果是crystal，距离transceiver不能太远』

这个是要看啥平台 若是MTK平台 那么晶振是连到Transceiver没错

例如MT6166

但若是Qualcomm平台 那就是连到PMIC

然而 不管是连到收发器 还是连到PMIC 保持适当距离都是必要的

因为XTAL_In/ XTAL_out的走线长短 会影响XTAL的负载电容

靠太近 当然会有高温的问题 且XTAL_In/ XTAL_out长度太短

会使其负载电容过小

离太远 可能会使长度太长 负载电容过大

这些都会改变震荡频率

以Qualcomm而言，与PMIC的距离 大约保持在5 到 10mm。

另外，XTAL_IN/OUT的线宽，不要超过3 mil，因为线宽细一点，可以提高热阻，进而避免振荡频率受PMIC的高温影响。

天线开关、集成开关的FEM

『一般放在PCB的边角』

基本上ASM是会放在PCB边角没错 因为Connector跟着天线走

ASM跟着Connector 所以摆放位置会如下图

不过以下图为例 RF电路太靠板边了 以至于Shielding有开口(红圈处)