The interconnect of 인쇄 회로 기판 시스템은 칩 대 회로 기판, PCB 내 상호 연결 및 PCB와 외부 장치 간의 상호 연결을 포함합니다. 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.

인쇄 회로 기판이 점점 더 자주 설계되고 있다는 징후가 있습니다. 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.

RF 엔지니어링 설계 방법은 일반적으로 더 높은 주파수에서 생성되는 더 강한 전자기장 효과를 처리할 수 있어야 합니다. 이러한 전자기장은 인접한 신호 라인이나 PCB 라인에 신호를 유도하여 원하지 않는 누화(간섭 및 전체 노이즈)를 일으키고 시스템 성능에 해를 끼칠 수 있습니다. 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. 반사된 신호는 입력 신호의 모양이 변하기 때문에 기본적으로 신호의 품질을 저하시킵니다.

디지털 시스템은 1과 0 신호만 처리하기 때문에 내결함성이 매우 높지만 펄스가 고속으로 상승할 때 생성되는 고조파로 인해 신호가 더 높은 주파수에서 약해집니다. 순방향 오류 수정은 일부 부정적인 영향을 제거할 수 있지만 시스템 대역폭의 일부는 중복 데이터를 전송하는 데 사용되므로 성능이 저하됩니다. 더 나은 솔루션은 신호 무결성을 손상시키는 것보다 도움이 되는 RF 효과를 갖는 것입니다. 디지털 시스템의 최고 주파수(일반적으로 열악한 데이터 포인트)에서 총 반사 손실을 -25dB로 권장하며 이는 VSWR 1.1에 해당합니다.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. 현재 교차 문제를 해결하는 주요 방법은 접지 연결 관리를 수행하고 배선 사이의 간격을 수행하고 리드 인덕턴스를 줄이는 것입니다. 반사 손실을 줄이는 주요 방법은 임피던스 매칭입니다. 이 방법에는 절연 물질의 효과적인 관리와 활성 신호 라인과 접지 라인, 특히 신호 라인과 접지 상태 사이의 절연이 포함됩니다.

인터커넥트는 회로 체인에서 가장 약한 링크이기 때문에 RF 설계에서 인터커넥트 포인트의 전자기적 특성은 엔지니어링 설계가 직면한 주요 문제이므로 각 인터커넥트 포인트를 조사하고 기존 문제를 해결해야 합니다. 회로 기판 상호 연결에는 칩 대 회로 기판 상호 연결, PCB 상호 연결 및 PCB와 외부 장치 간의 신호 입출력 상호 연결이 포함됩니다.

I. 칩과 PCB 보드의 상호 연결

이 솔루션이 작동하는지 여부에 관계없이 참석자들은 IC 설계 기술이 hf 애플리케이션을 위한 PCB 설계 기술보다 훨씬 앞서 있다는 것이 분명했습니다.

PCB 인터커넥트

hf PCB 설계를 위한 기술과 방법은 다음과 같습니다.

1. 반사 손실을 줄이기 위해 전송 라인 모서리에 45° 각도를 사용해야 합니다(그림 1).

엄격하게 통제되는 고성능 절연 회로 기판의 수준에 따라 2개의 절연 상수 값. 이 방법은 절연 물질과 인접 배선 사이의 전자기장을 효과적으로 관리하는 데 유용합니다.

3. 고정밀 에칭을 위한 PCB 설계 사양을 개선해야 한다. +/-0.0007인치의 총 선폭 오류를 지정하고 배선 모양의 언더컷 및 단면을 관리하고 배선 측벽 도금 조건을 지정하는 것을 고려하십시오. 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. 돌출된 리드에 탭 인덕턴스가 있습니다. 리드가 있는 구성 요소를 사용하지 마십시오. 고주파 환경의 경우 표면 실장 부품을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

5. 신호 관통 홀의 경우, 감광판에 PTH 프로세스를 사용하지 마십시오. 이 프로세스는 관통 홀에서 리드 인덕턴스를 유발할 수 있습니다. 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. 풍부한 지반층을 제공하십시오. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. 무전해 니켈 도금 또는 침지 금 도금 공정을 선택하려면 HASL 도금 방법을 사용하지 마십시오. 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. 그러나 두께의 불확실성과 알 수 없는 절연 성능으로 인해 전체 플레이트 표면을 솔더 저항 재료로 덮는 것은 마이크로스트립 설계에서 전자기 에너지의 큰 변화를 초래할 것입니다. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

이러한 방법에 익숙하지 않은 경우 군용 마이크로파 회로 기판 작업 경험이 있는 설계 엔지니어에게 문의하십시오. You can also discuss with them what price range you can afford. 예를 들어, 스트립라인 설계보다 구리 지지대 Coplanar 마이크로스트립 설계를 사용하는 것이 더 경제적이며 더 나은 조언을 얻기 위해 이에 대해 논의할 수 있습니다. 훌륭한 엔지니어는 비용에 대해 생각하는 데 익숙하지 않을 수 있지만 그들의 조언은 상당히 도움이 될 수 있습니다. RF 효과에 익숙하지 않고 RF 효과를 다루는 경험이 부족한 젊은 엔지니어를 훈련시키는 것은 장기적인 작업이 될 것입니다.

또한, RF 효과를 처리할 수 있도록 컴퓨터 모델을 개선하는 것과 같은 다른 솔루션을 채택할 수 있습니다.

외부 장치와 PCB 상호 연결

이제 보드와 개별 ​​구성 요소의 상호 연결에서 모든 신호 관리 문제를 해결했다고 가정할 수 있습니다. 그렇다면 회로 기판에서 원격 장치를 연결하는 전선까지의 신호 입출력 문제를 어떻게 해결합니까? 동축 케이블 기술의 혁신자인 TrompeterElectronics는 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있으며 몇 가지 중요한 진전을 이루었습니다(그림 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. 이 경우 마이크로스트립에서 동축 케이블로의 변환을 관리합니다. 동축 케이블에서 접지 레이어는 링으로 인터레이스되고 균일한 간격을 유지합니다. 마이크로벨트에서 접지층은 활성선 아래에 있습니다. 이것은 디자인 타임에 이해, 예측 및 고려되어야 하는 특정 에지 효과를 도입합니다. 물론 이 불일치는 백로스로 이어질 수 있으며 잡음과 신호 간섭을 피하기 위해 최소화해야 합니다.

내부 임피던스 문제의 관리는 무시할 수 있는 설계 문제가 아닙니다. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. 임피던스는 주파수에 따라 달라지므로 주파수가 높을수록 임피던스 관리가 더 어렵습니다. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.