The interconnect of печатная плата Система включает соединение микросхемы с платой, соединение внутри печатной платы и соединение между печатной платой и внешними устройствами. 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.

Есть признаки того, что печатные платы разрабатываются все чаще. 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.

Методы высокочастотного инженерного проектирования должны быть способны справляться с более сильными эффектами электромагнитного поля, которые обычно возникают на более высоких частотах. Эти электромагнитные поля могут индуцировать сигналы на соседних сигнальных линиях или линиях печатной платы, вызывая нежелательные перекрестные помехи (помехи и общий шум) и снижая производительность системы. 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. Любой отраженный сигнал существенно ухудшит качество сигнала из-за изменения формы входного сигнала.

Хотя цифровые системы очень отказоустойчивы, поскольку они работают только с сигналами 1 и 0, гармоники, генерируемые при нарастании импульса на высокой скорости, вызывают ослабление сигнала на более высоких частотах. Хотя прямое исправление ошибок может устранить некоторые негативные эффекты, часть полосы пропускания системы используется для передачи избыточных данных, что приводит к снижению производительности. 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. В настоящее время основным методом решения проблемы перекрестного соединения является управление заземлением, соблюдение интервала между проводками и уменьшение индуктивности выводов. Основной метод уменьшения возвратных потерь – согласование импеданса. Этот метод включает эффективное управление изоляционными материалами и изоляцию активных сигнальных линий и линий заземления, особенно между состоянием сигнальной линии и земли.

Поскольку межсоединение является самым слабым звеном в цепи цепи, при проектировании ВЧ электромагнитные свойства точки межсоединения являются основной проблемой, стоящей перед инженерным проектированием, каждая точка межсоединения должна быть исследована, а существующие проблемы решены. Взаимодействие печатной платы включает соединение микросхемы с платой, соединение печатной платы и соединение ввода / вывода сигналов между печатной платой и внешними устройствами.

I. Взаимосвязь между чипом и платой PCB

Независимо от того, работает это решение или нет, участникам было ясно, что технология проектирования микросхем намного опережает технологию проектирования печатных плат для высокочастотных приложений.

Межсоединение печатной платы

Приемы и методы проектирования высокочастотных печатных плат следующие:

1. Для уменьшения обратных потерь следует использовать угол 45 ° для угла линии передачи (РИС. 1);

2 постоянное значение изоляции в соответствии с уровнем строго контролируемой высокопроизводительной изолирующей печатной платы. This method is beneficial for effective management of electromagnetic field between insulating material and adjacent wiring.

3. Технические характеристики печатной платы для высокоточного травления должны быть улучшены. Рассмотрите возможность указания общей погрешности ширины линии +/- 0.0007 дюймов, управления подрезом и поперечными сечениями форм проводки и указанием условий покрытия боковой стенки проводки. 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. В выступающих выводах присутствует индуктивность ответвлений. Избегайте использования компонентов с выводами. Для высокочастотной среды лучше всего использовать компоненты для поверхностного монтажа.

5. Для сигнальных сквозных отверстий избегайте использования процесса PTH на чувствительной пластине, так как этот процесс может вызвать индуктивность вывода в сквозном отверстии. 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. Обеспечьте обильные слои почвы. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Чтобы выбрать процесс никелирования без электролиза или иммерсионного золочения, не используйте метод покрытия HASL. 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. Однако из-за неопределенности толщины и неизвестных характеристик изоляции покрытие всей поверхности пластины стойким к припоям материалом приведет к значительному изменению электромагнитной энергии в микрополосковой конструкции. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Если вы не знакомы с этими методами, проконсультируйтесь с опытным инженером-конструктором, который работал над микроволновыми печатными платами для военных. You can also discuss with them what price range you can afford. Например, использование микрополосковой конструкции Coplanar с медной подложкой более экономично, чем использование полосковой конструкции, и вы можете обсудить это с ними, чтобы получить лучший совет. Хорошие инженеры могут не привыкать думать о стоимости, но их советы могут быть весьма полезными. Это будет долгосрочная работа по обучению молодых инженеров, которые не знакомы с радиочастотными эффектами и не имеют опыта работы с радиочастотными эффектами.

Кроме того, могут быть приняты другие решения, такие как улучшение компьютерной модели для обработки радиочастотных эффектов.

Связь печатной платы с внешними устройствами

Теперь мы можем предположить, что мы решили все проблемы управления сигналами на плате и на соединениях дискретных компонентов. Так как же решить проблему ввода / вывода сигнала от печатной платы к проводу, соединяющему удаленное устройство? Компания TrompeterElectronics, новатор в технологии коаксиальных кабелей, работает над этой проблемой и добилась значительных успехов (рис. 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. В этом случае мы управляем преобразованием микрополоскового кабеля в коаксиальный. В коаксиальных кабелях слои заземления чередуются кольцами и равномерно разнесены. В микропоясах слой заземления находится ниже активной линии. Это вводит определенные граничные эффекты, которые необходимо понять, спрогнозировать и учесть во время разработки. Конечно, это несоответствие также может привести к обратным потерям и должно быть минимизировано, чтобы избежать помех и помех.

Решение проблемы внутреннего импеданса – это не проблема проектирования, которую можно игнорировать. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. Поскольку импеданс зависит от частоты, чем выше частота, тем сложнее управлять импедансом. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.