The interconnect of circuit board system includes chip-to-circuit board, interconnect within PCB and interconnect between PCB and external devices. Sa disenyo ng RF, ang mga katangiang electromagnetic sa magkakaugnay na punto ay isa sa mga pangunahing problemang kinakaharap ng disenyo ng engineering. Ipinakikilala ng papel na ito ang iba’t ibang mga diskarte sa nabanggit na tatlong uri ng magkakaugnay na disenyo, kabilang ang mga pamamaraan ng pag-install ng aparato, paghihiwalay ng mga kable at mga hakbang upang mabawasan ang inductance ng tingga.

May mga palatandaan na ang mga naka-print na circuit board ay dinisenyo na may pagtaas ng dalas. Tulad ng patuloy na pagtaas ng mga rate ng data, ang bandwidth na kinakailangan para sa paghahatid ng data ay tinutulak din ang kisame ng dalas ng signal sa 1GHz o mas mataas. Ang teknolohiyang signal ng mataas na dalas na ito, kahit na lampas sa teknolohiya ng alon ng millimeter (30GHz), ay nagsasangkot ng RF at low-end na teknolohiyang microwave.

Ang mga pamamaraan ng disenyo ng RF engineering ay dapat na makapanghawak ng mas malakas na mga electromagnetic field effects na karaniwang nabubuo sa mas mataas na mga frequency. Ang mga electromagnetic na patlang na ito ay maaaring magbuod ng mga signal sa mga katabing linya ng signal o mga linya ng PCB, na nagiging sanhi ng hindi kanais-nais na crosstalk (panghihimasok at kabuuang ingay) at mapinsala ang pagganap ng system. Pangunahing sanhi ng backloss ng impedance mismatch, na may parehong epekto sa signal bilang additive noise at interrupt.

Ang mataas na pagkawala ng pagbalik ay may dalawang negatibong epekto: 1. Ang signal na sumasalamin pabalik sa pinagmulan ng signal ay magpapataas ng ingay ng system, na ginagawang mas mahirap para sa tatanggap na makilala ang ingay mula sa signal; 2. 2. Anumang nakalantad na signal ay mahalagang ibabawas ang kalidad ng signal dahil nagbago ang hugis ng signal ng input.

Kahit na ang mga digital na system ay napaka mapagparaya sa kasalanan dahil nakikipag-usap lamang sila sa mga signal ng 1 at 0, ang mga harmonika na nabuo kapag ang pulso ay tumataas sa mataas na bilis na sanhi ng signal na maging mahina sa mas mataas na mga frequency. Bagaman maaaring alisin ng pagwawasto ng error sa unahan ang ilan sa mga negatibong epekto, ang bahagi ng bandwidth ng system ay ginagamit upang makapagpadala ng labis na data, na nagreresulta sa pagkasira ng pagganap. Ang isang mas mahusay na solusyon ay ang pagkakaroon ng mga RF effects na makakatulong sa halip na makaalis sa integridad ng signal. Inirerekumenda na ang kabuuang pagkawala ng pagbalik sa pinakamataas na dalas ng isang digital system (karaniwang isang mahinang data point) ay -25dB, katumbas ng isang VSWR na 1.1.

Nilalayon ng disenyo ng PCB na maging mas maliit, mas mabilis at mas mura. For RF PCBS, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. At present, the main method to solve the problem of cross-talk is ground management, spacing between wiring and reducing lead inductance. Ang pangunahing pamamaraan upang mabawasan ang pagkawala ng pagbalik ay ang pagtutugma ng impedance. Kasama sa pamamaraang ito ang mabisang pamamahala ng mga materyales sa pagkakabukod at paghihiwalay ng mga aktibong linya ng signal at mga linya sa lupa, lalo na sa pagitan ng estado ng linya ng signal at ground.

Dahil ang interconnect ay ang pinakamahina na link sa circuit chain, sa disenyo ng RF, ang mga electromagnetic na katangian ng interconnect point ang pangunahing problema na nakaharap sa disenyo ng engineering, ang bawat interconnect point ay dapat na imbestigahan at ang mga umiiral na problema ay nalulutas. Ang interconnection ng circuit board ay may kasamang chip-to-circuit board interconnection, PCB interconnection at signal input / output interconnection sa pagitan ng PCB at mga panlabas na aparato.

Interconnection between chip and PCB board

The PenTIum IV and high-speed chips containing a large number of input/output interconnects are already available. As for the chip itself, its performance is reliable, and the processing rate has been able to reach 1GHz. One of the most exciting aspects of the recent GHz Interconnect symposium (www.az.ww. Com) is that approaches to dealing with the ever-increasing volume and frequency of I/O are well known. The main problem of interconnect between chip and PCB is that the density of interconnect is too high. An innovative solution was presented that uses a local wireless transmitter inside the chip to transmit data to a nearby circuit board.

Gumagana man o hindi ang solusyon na ito, malinaw sa mga dumalo na ang teknolohiya ng disenyo ng IC ay mas maaga sa teknolohiya ng disenyo ng PCB para sa mga aplikasyon ng hf.

Magdugtong ang PCB

Ang mga diskarte at pamamaraan para sa disenyo ng PC na PCB ay ang mga sumusunod:

1. Ang isang 45 ° Angle ay dapat gamitin para sa sulok ng linya ng paghahatid upang mabawasan ang pagkawala ng pagbalik (FIG. 1);

2 pagkakabukod pare-pareho ang halaga ayon sa antas ng mahigpit na kinokontrol na mataas na pagganap na insulate circuit board. Ang pamamaraang ito ay kapaki-pakinabang para sa mabisang pamamahala ng electromagnetic na patlang sa pagitan ng pagkakabukod ng materyal at katabing mga kable.

3. Ang mga pagtutukoy ng disenyo ng PCB para sa mataas na katumpakan na pag-ukit ay dapat na mapabuti. Isaalang-alang ang pagtukoy ng isang kabuuang error sa lapad ng linya na +/- 0.0007 pulgada, pamamahala ng undercut at mga cross section ng mga hugis ng mga kable at pagtukoy sa mga kundisyon ng kawad sa panig ng kable. Ang pangkalahatang pamamahala ng mga kable (wire) na geometry at mga patong na ibabaw ay mahalaga upang matugunan ang mga epekto ng balat na may kaugnayan sa mga frequency ng microwave at ipatupad ang mga pagtutukoy na ito.

4. Mayroong tap inductance sa nakausli na mga lead. Iwasang gumamit ng mga sangkap na may lead. Para sa mga kapaligiran na may mataas na dalas, pinakamahusay na gumamit ng mga bahagi na naka-mount sa ibabaw.

5. Para sa signal sa pamamagitan ng mga butas, iwasang gamitin ang proseso ng PTH sa sensitibong plate, dahil ang prosesong ito ay maaaring maging sanhi ng lead inductance sa butas.

6. Magbigay ng masaganang mga layer ng lupa. Ginagamit ang mga hulma na butas upang ikonekta ang mga grounding layer na ito upang maiwasan ang mga 3d electromagnetic na patlang na makakaapekto sa circuit board.

7. Upang pumili ng non-electrolysis nickel plating o proseso ng paglulubog ng ginto, huwag gumamit ng pamamaraang HASL plating. Ang electroplated ibabaw na ito ay nagbibigay ng isang mas mahusay na epekto ng balat para sa mga dalas ng dalas ng dalas (Larawan 2). Bilang karagdagan, ang highly weldable coating na ito ay nangangailangan ng mas kaunting mga lead, na tumutulong upang mabawasan ang polusyon sa kapaligiran.

8. Ang layer ng paglaban ng solder ay maaaring maiwasan ang pagdaloy ng solder paste. Gayunpaman, dahil sa kawalan ng katiyakan ng kapal at hindi kilalang pagganap ng pagkakabukod, ang pagtakip sa buong ibabaw ng plato na may materyal na paglaban ng solder ay hahantong sa isang malaking pagbabago sa electromagnetic na enerhiya sa disenyo ng microstrip. Generally, solder dam is used as solder resistance layer.

Kung hindi ka pamilyar sa mga pamamaraang ito, kumunsulta sa isang bihasang inhenyero sa disenyo na nagtrabaho sa mga microwave circuit board para sa militar. Maaari mo ring talakayin sa kanila kung anong saklaw ng presyo ang maaari mong kayang bayaran. For example, it is more economical to use a copper-backed coplanar microstrip design than a strip design. Discuss this with them to get a better idea. Ang mga magagaling na inhinyero ay maaaring hindi sanay sa pag-iisip tungkol sa gastos, ngunit ang kanilang payo ay maaaring maging lubos na kapaki-pakinabang. Ito ay magiging isang pangmatagalang trabaho upang sanayin ang mga batang inhinyero na hindi pamilyar sa mga RF effects at walang karanasan sa pagharap sa mga RF effects.

Bilang karagdagan, ang iba pang mga solusyon ay maaaring gamitin, tulad ng pagpapabuti ng modelo ng computer upang mahawakan ang mga RF effect.

Ang PCB ay magkakaugnay sa mga panlabas na aparato

Maaari na nating ipalagay na nalutas namin ang lahat ng mga problema sa pamamahala ng signal sa board at sa mga pagkakabit ng mga discrete na bahagi. Kaya paano mo malulutas ang problema sa pag-input / output mula sa circuit board sa wire na kumukonekta sa remote na aparato? Trompeter Electronics, an innovator in coaxial cable technology, is working on this problem and has made some important progress (Figure 3). Gayundin, tingnan ang electromagnetic field na ipinakita sa Larawan 4 sa ibaba. Sa kasong ito, pinamamahalaan namin ang conversion mula sa microstrip patungong coaxial cable. Sa mga coaxial cable, ang mga layer ng lupa ay magkakabit sa mga singsing at pantay na spaced. Sa mga microbelts, ang grounding layer ay nasa ibaba ng aktibong linya. Ipinakikilala nito ang ilang mga epekto na maaaring maintindihan, hinulaang, at isasaalang-alang sa oras ng disenyo. Siyempre, ang hindi pagtutugma na ito ay maaari ring humantong sa backloss at dapat na mabawasan upang maiwasan ang pagkagambala ng ingay at signal.

Ang pamamahala ng panloob na problema sa impedance ay hindi isang problema sa disenyo na maaaring balewalain. Ang impedance ay nagsisimula sa ibabaw ng circuit board, dumadaan sa isang solder joint sa joint, at nagtatapos sa coaxial cable. Dahil ang impedance ay nag-iiba sa dalas, mas mataas ang dalas, mas mahirap ang pamamahala sa impedance. Ang problema sa paggamit ng mas mataas na mga frequency upang magpadala ng mga signal sa paglipas ng broadband ay lilitaw na pangunahing problema sa disenyo.

This paper summarizes

PCB platform technology needs continuous improvement to meet the requirements of IC designers. Hf signal management in PCB design and signal input/output management on PCB board need continuous improvement. Whatever exciting innovations are coming, I think bandwidth is going to get higher and higher, and using high frequency signals is going to be a prerequisite for that growth.