The interconnect of trykte kretskort systemet inkluderer chip-to-circuit board, samtrafikk i PCB og sammenkobling mellom PCB og eksterne enheter. 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.

Det er tegn på at kretskort blir designet med økende frekvens. 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 -konstruksjonsmetoder må kunne håndtere de sterkere elektromagnetiske felteffektene som vanligvis genereres ved høyere frekvenser. Disse elektromagnetiske feltene kan indusere signaler på tilstøtende signallinjer eller PCB -linjer, forårsake uønsket krysstale (interferens og total støy) og skade systemets ytelse. 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. Ethvert reflektert signal vil i hovedsak forringe kvaliteten på signalet fordi formen på inngangssignalet endres.

Selv om digitale systemer er veldig feiltolerante fordi de bare håndterer 1 og 0 -signaler, får harmonikene som genereres når pulsen stiger med høy hastighet at signalet blir svakere ved høyere frekvenser. Selv om feilkorrigering fremover kan eliminere noen av de negative effektene, brukes en del av systemets båndbredde til å overføre overflødige data, noe som resulterer i ytelsesforringelse. A better solution is to have RF effects that help rather than detract from signal integrity. It is recommended that the total return loss at the highest frequency of a digital system (usually a poor data point) be -25dB, equivalent to a VSWR of 1.1.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. At present, the main method to solve the crosseration problem is to carry out ground connection management, conduct spacing between wiring and reduce lead inductance. Hovedmetoden for å redusere avkastningstapet er impedansmatching. Denne metoden inkluderer effektiv styring av isolasjonsmaterialer og isolering av aktive signallinjer og jordlinjer, spesielt mellom tilstanden til signallinjen og jord.

Fordi sammenkoblingen er det svakeste leddet i kretskjeden, i RF -design, er de elektromagnetiske egenskapene til sammenkoblingspunktet hovedproblemet som står overfor ingeniørdesign, hvert sammenkoblingspunkt bør undersøkes og de eksisterende problemene løses. Kretskortets sammenkobling inkluderer brikke-til-kretskort-sammenkobling, PCB-sammenkobling og signalinngang/-utkobling mellom PCB og eksterne enheter.

I. Sammenkobling mellom brikke og kretskort

Uansett om denne løsningen fungerer eller ikke, var det klart for deltakerne at IC -designteknologi er langt foran PCB -designteknologi for hf -applikasjoner.

PCB -sammenkobling

Teknikkene og metodene for hf PCB -design er som følger:

1. En 45 ° vinkel bør brukes for overføringslinjehjørnet for å redusere returtapet (fig. 1);

2 isolasjonskonstant verdi i henhold til nivået på strengt kontrollert høytytende isolerende kretskort. This method is beneficial for effective management of electromagnetic field between insulating material and adjacent wiring.

3. PCB -designspesifikasjoner for etsing med høy presisjon bør forbedres. Vurder å spesifisere en total linjebreddefeil på +/- 0.0007 tommer, administrere under- og tverrsnitt av ledningsformer og spesifisere betingelser for ledningsveggplating. 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. Det er kraninduktans i utstående ledninger. Unngå å bruke komponenter med elektroder. For høyfrekvente miljøer er det best å bruke overflatemonterte komponenter.

5. For signal gjennom hull, unngå å bruke PTH -prosessen på den sensitive platen, da denne prosessen kan forårsake blyinduktans ved det gjennomgående hullet. 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. Provide abundant ground layers. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. For å velge ikke-elektrolyse fornikling eller nedsenking gullbeleggingsprosess, ikke bruk HASL-beleggingsmetode. 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. På grunn av usikkerheten i tykkelse og ukjent isolasjonsevne vil imidlertid dekning av hele plateoverflaten med loddemotstandsmateriale føre til en stor endring i elektromagnetisk energi i mikrostripdesign. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Hvis du ikke er kjent med disse metodene, kan du kontakte en erfaren konstruksjonsingeniør som har jobbet med mikrobølge kretskort for militæret. You can also discuss with them what price range you can afford. For eksempel er det mer økonomisk å bruke et kobberstøpt Coplanar microstrip-design enn et stripline-design, og du kan diskutere dette med dem for å få bedre råd. Gode ​​ingeniører er kanskje ikke vant til å tenke på kostnader, men rådene deres kan være ganske nyttige. Det vil være en langsiktig jobb å utdanne unge ingeniører som ikke er kjent med RF-effekter og mangler erfaring i å håndtere RF-effekter.

I tillegg kan andre løsninger brukes, for eksempel å forbedre datamodellen for å kunne håndtere RF -effekter.

PCB -sammenkobling med eksterne enheter

Vi kan nå anta at vi har løst alle signalstyringsproblemer på tavlen og på sammenkoblinger av diskrete komponenter. Så hvordan løser du signalinngang/utgangsproblemet fra kretskortet til ledningen som kobler den eksterne enheten? TrompeterElectronics, en innovatør innen koaksial kabelteknologi, jobber med dette problemet og har gjort noen viktige fremskritt (figur 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. I dette tilfellet administrerer vi konverteringen fra mikrostrip til koaksialkabel. I koaksialkabler er jordlagene sammenflettet i ringer og jevnt fordelt. I mikrobelter er jordingslaget under den aktive linjen. Dette introduserer visse kanteffekter som må forstås, forutses og vurderes på designtidspunktet. Selvfølgelig kan denne feilmatchen også føre til tilbakegang og må minimeres for å unngå støy og signalforstyrrelser.

Håndteringen av det interne impedansproblemet er ikke et designproblem som kan ignoreres. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. Fordi impedansen varierer med frekvensen, jo høyere frekvensen er, desto vanskeligere er impedansstyringen. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.