The interconnect of Leiterplatte Das System umfasst Chip-zu-Leiterplatten, Verbindungen innerhalb der PCB und Verbindungen zwischen PCB und externen Geräten. In RF design, the electromagnetic characteristics at the interconnect point is one of the main problems faced by engineering design. This paper introduces various techniques of the above three types of interconnect design, including device installation methods, isolation of wiring and measures to reduce lead inductance.

Es gibt Anzeichen dafür, dass immer häufiger Leiterplatten entworfen werden. As data rates continue to increase, the bandwidth required for data transmission also pushes the signal frequency ceiling to 1GHz or higher. This high frequency signal technology, although far beyond the millimeter wave technology (30GHz), does involve RF and low-end microwave technology.

HF-Konstruktionsmethoden müssen in der Lage sein, die stärkeren elektromagnetischen Feldeffekte zu bewältigen, die typischerweise bei höheren Frequenzen erzeugt werden. Diese elektromagnetischen Felder können Signale auf benachbarten Signalleitungen oder PCB-Leitungen induzieren, wodurch unerwünschtes Übersprechen (Interferenzen und Gesamtrauschen) verursacht und die Systemleistung beeinträchtigt wird. Backloss is mainly caused by impedance mismatch, which has the same effect on the signal as additive noise and interference.

High return loss has two negative effects: 1. The signal reflected back to the signal source will increase the noise of the system, making it more difficult for the receiver to distinguish noise from signal; 2. 2. Jedes reflektierte Signal verschlechtert die Qualität des Signals wesentlich, da sich die Form des Eingangssignals ändert.

Obwohl digitale Systeme sehr fehlertolerant sind, da sie nur mit 1- und 0-Signalen umgehen, führen die beim Ansteigen des Impulses mit hoher Geschwindigkeit erzeugten Oberwellen dazu, dass das Signal bei höheren Frequenzen schwächer wird. Obwohl die Vorwärtsfehlerkorrektur einige der negativen Auswirkungen beseitigen kann, wird ein Teil der Systembandbreite verwendet, um redundante Daten zu übertragen, was zu einer Leistungsverschlechterung führt. Eine bessere Lösung sind HF-Effekte, die die Signalintegrität eher unterstützen als beeinträchtigen. Es wird empfohlen, dass die Gesamtrückflussdämpfung bei der höchsten Frequenz eines digitalen Systems (normalerweise ein schlechter Datenpunkt) -25 dB beträgt, was einem VSWR von 1.1 entspricht.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. Gegenwärtig besteht die Hauptmethode zur Lösung des Kreuzungsproblems darin, ein Masseverbindungsmanagement durchzuführen, den Abstand zwischen den Leitungen zu halten und die Leitungsinduktivität zu reduzieren. Die Hauptmethode zur Reduzierung der Rückflussdämpfung ist die Impedanzanpassung. Dieses Verfahren umfasst eine effektive Verwaltung von Isoliermaterialien und eine Isolierung von aktiven Signalleitungen und Masseleitungen, insbesondere zwischen dem Zustand der Signalleitung und Masse.

Da die Verbindung das schwächste Glied in der Schaltungskette ist, sind beim HF-Design die elektromagnetischen Eigenschaften des Verbindungspunkts das Hauptproblem bei der Konstruktion. Jeder Verbindungspunkt sollte untersucht und die bestehenden Probleme gelöst werden. Die Leiterplattenverbindung umfasst eine Chip-zu-Leiterplatten-Verbindung, eine PCB-Verbindung und eine Signaleingangs-/Ausgangsverbindung zwischen einer PCB und externen Geräten.

I. Verbindung zwischen Chip und Leiterplatte

Ob diese Lösung funktioniert oder nicht, den Teilnehmern war klar, dass die IC-Designtechnologie der PCB-Designtechnologie für HF-Anwendungen weit voraus ist.

PCB-Verbindung

Die Techniken und Methoden für das HF-Leiterplattendesign sind wie folgt:

1. Für die Ecke der Übertragungsleitung sollte ein Winkel von 45° verwendet werden, um die Rückflussdämpfung zu reduzieren (ABB. 1);

2 konstanter Wert der Isolierung entsprechend dem Niveau der streng kontrollierten Hochleistungs-Isolierleiterplatte. Dieses Verfahren ist für eine effektive Verwaltung des elektromagnetischen Felds zwischen Isoliermaterial und benachbarter Verdrahtung von Vorteil.

3. PCB-Designspezifikationen für hochpräzises Ätzen sollten verbessert werden. Ziehen Sie in Erwägung, einen Gesamtlinienbreitenfehler von +/-0.0007 Zoll anzugeben, Hinterschneidungen und Querschnitte von Verdrahtungsformen zu verwalten und die Bedingungen für die Beschichtung der Seitenwände der Verdrahtung anzugeben. Overall management of wiring (wire) geometry and coating surfaces is important to address skin effects related to microwave frequencies and to implement these specifications.

4. Die vorstehenden Leitungen weisen eine Abgriffsinduktivität auf. Vermeiden Sie die Verwendung von Komponenten mit Leitungen. Für Hochfrequenzumgebungen ist es am besten, oberflächenmontierte Komponenten zu verwenden.

5. Vermeiden Sie bei Signaldurchgangslöchern die Verwendung des PTH-Verfahrens auf der empfindlichen Platte, da dieses Verfahren zu einer Leitungsinduktivität am Durchgangsloch führen kann. Lead inductance can affect layers 4 to 19 if a through-hole in a 20-ply board is used to connect layers 1 to 3.

6. Sorgen Sie für reichlich Bodenschichten. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Verwenden Sie nicht die HASL-Beschichtungsmethode, wenn Sie sich für ein nicht elektrolytisches Vernickeln oder ein Tauchvergoldungsverfahren entscheiden. This electroplated surface provides a better skin effect for high-frequency currents (Figure 2). In addition, this highly weldable coating requires fewer leads, helping to reduce environmental pollution.

8. Solder resistance layer can prevent solder paste from flowing. Aufgrund der Ungewissheit der Dicke und der unbekannten Isolationsleistung führt jedoch das Bedecken der gesamten Plattenoberfläche mit lötbeständigem Material zu einer großen Änderung der elektromagnetischen Energie im Mikrostreifendesign. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Wenn Sie mit diesen Methoden nicht vertraut sind, wenden Sie sich an einen erfahrenen Entwicklungsingenieur, der an Mikrowellen-Leiterplatten für das Militär gearbeitet hat. You can also discuss with them what price range you can afford. Es ist beispielsweise wirtschaftlicher, ein koplanares Mikrostrip-Design mit Kupferrückseite zu verwenden als ein Stripline-Design, und Sie können dies mit ihnen besprechen, um eine bessere Beratung zu erhalten. Gute Ingenieure sind vielleicht nicht daran gewöhnt, über Kosten nachzudenken, aber ihr Rat kann sehr hilfreich sein. Es wird eine langfristige Aufgabe sein, junge Ingenieure auszubilden, die mit HF-Effekten nicht vertraut sind und keine Erfahrung im Umgang mit HF-Effekten haben.

Darüber hinaus können andere Lösungen übernommen werden, wie beispielsweise die Verbesserung des Computermodells, um HF-Effekte handhaben zu können.

PCB-Verbindung mit externen Geräten

Wir können nun davon ausgehen, dass wir alle Probleme des Signalmanagements auf der Platine und den Verbindungen der diskreten Komponenten gelöst haben. Wie lösen Sie also das Signaleingangs- / -ausgangsproblem von der Platine bis zum Kabel, das das Remote-Gerät verbindet? TrompeterElectronics, ein Innovator in der Koaxialkabeltechnologie, arbeitet an diesem Problem und hat wichtige Fortschritte gemacht (Abbildung 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. In diesem Fall übernehmen wir die Umstellung von Microstrip auf Koaxialkabel. Bei Koaxialkabeln sind die Masseschichten in Ringen verflochten und gleichmäßig beabstandet. Bei Microbelts liegt die Erdungsschicht unterhalb der aktiven Linie. Dies führt zu bestimmten Randeffekten, die zur Entwurfszeit verstanden, vorhergesagt und berücksichtigt werden müssen. Natürlich kann diese Fehlanpassung auch zu Rückverlusten führen und muss minimiert werden, um Rauschen und Signalstörungen zu vermeiden.

Das Management des internen Impedanzproblems ist kein Designproblem, das ignoriert werden kann. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. Da die Impedanz mit der Frequenz variiert, ist das Impedanzmanagement umso schwieriger, je höher die Frequenz ist. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.