电路板互连系统包括芯片到电路板、内部互连 PCB 以及 PCB 与外部设备之间的互连。 在射频设计中，互连点的电磁特性是工程设计面临的主要问题之一。 本文介绍了上述三种互连设计的各种技术，包括器件安装方法、布线隔离和降低引线电感的措施。

有迹象表明，印刷电路板的设计频率越来越高。 随着数据速率不断提高，数据传输所需的带宽也将信号频率上限推至 1GHz 或更高。 这种高频信号技术虽然远超毫米波技术（30GHz），但确实涉及射频和低端微波技术。

RF 工程设计方法必须能够处理通常在较高频率下产生的更强的电磁场效应。 这些电磁场会在相邻的信号线或 PCB 线上感应出信号，导致不良串扰（干扰和总噪声）并损害系统性能。 回损主要是由阻抗失配引起的，它对信号的影响与加性噪声和干扰相同。

高回波损耗有两个负面影响： 1. 信号反射回信号源会增加系统的噪声，使接收机更难区分噪声和信号； 2. 2. 任何反射信号都会从本质上降低信号质量，因为输入信号的形状会发生变化。

虽然数字系统容错性很强，因为它们只处理 1 和 0 信号，但脉冲高速上升时产生的谐波会导致信号在较高频率下变弱。 虽然前向纠错可以消除一些负面影响，但部分系统带宽被用于传输冗余数据，导致性能下降。 更好的解决方案是具有有助于而不是损害信号完整性的 RF 效应。 建议数字系统最高频率处的总回波损耗（通常是较差的数据点）为 -25dB，相当于 1.1 的 VSWR。

PCB 设计的目标是更小、更快、成本更低。 对于 RF PCBS，高速信号有时会限制 PCB 设计的小型化。 目前，解决串扰问题的主要方法是接地管理、布线间距和降低引线电感。 降低回波损耗的主要方法是阻抗匹配。 这种方法包括绝缘材料的有效管理和有源信号线和地线的隔离，特别是信号线和地之间的状态。

由于互连是电路链中最薄弱的环节，在射频设计中，互连点的电磁特性是工程设计面临的主要问题，应研究每个互连点并解决存在的问题。 电路板互连包括芯片到电路板互连、PCB互连以及PCB与外部设备之间的信号输入/输出互连。

芯片与PCB板的互连

PenTIum IV 和包含大量输入/输出互连的高速芯片已经可用。 至于芯片本身，其性能可靠，处理速率已经能够达到1GHz。 最近的 GHz 互连研讨会 (www.az.ww.com) 最令人兴奋的方面之一是处理不断增加的 I/O 数量和频率的方法是众所周知的。 芯片与PCB互连的主要问题是互连密度太高。 提出了一种创新的解决方案，它使用芯片内部的本地无线发射器将数据传输到附近的电路板。

无论此解决方案是否有效，与会者都清楚 IC 设计技术远远领先于高频应用的 PCB 设计技术。

PCB互连

高频PCB设计的技术和方法如下：

1、传输线拐角应采用45°角，以减少回波损耗（图1）；

2 绝缘常数值根据高性能绝缘电路板的等级严格控制。 这种方法有利于有效管理绝缘材料和相邻布线之间的电磁场。

3. 应完善高精度蚀刻的PCB设计规范。 考虑指定 +/-0.0007 英寸的总线宽误差，管理接线形状的底切和横截面，并指定接线侧壁电镀条件。 布线（线）几何形状和涂层表面的整体管理对于解决与微波频率相关的趋肤效应和实施这些规范非常重要。

4. 凸出的引线有抽头电感。 避免使用带引线的组件。 对于高频环境，最好使用表面贴装元件。

5、对于信号通孔，避免在敏感板上使用PTH工艺，因为该工艺会在通孔处产生引线电感。

6.提供丰富的地层。 模制孔用于连接这些接地层，以防止 3d 电磁场影响电路板。

7、要选择非电解镀镍或沉金电镀工艺，不要使用HASL电镀方法。 这种电镀表面为高频电流提供了更好的趋肤效应（图 2）。 此外，这种高度可焊接的涂层需要更少的引线，有助于减少环境污染。

8、阻焊层可以防止锡膏流动。 然而，由于厚度的不确定性和未知的绝缘性能，用阻焊材料覆盖整个板面会导致微带设计中电磁能量的较大变化。 一般采用阻焊层作为阻焊层。

如果您不熟悉这些方法，请咨询曾为军用微波电路板工作过的经验丰富的设计工程师。 您也可以与他们讨论您可以负担的价格范围。 例如，使用铜背共面微带设计比带设计更经济。 与他们讨论这个问题以获得更好的主意。 优秀的工程师可能不习惯考虑成本，但他们的建议可能会很有帮助。 培养不熟悉射频效应、缺乏处理射频效应经验的年轻工程师将是一项长期的工作。

此外，还可以采用其他解决方案，例如改进计算机模型以处理射频效应。

PCB与外部设备互连

我们现在可以假设我们已经解决了板上和分立元件互连的所有信号管理问题。 那么如何解决从电路板到连接远程设备的电线的信号输入/输出问题呢？ Trompeter Electronics 是同轴电缆技术的创新者，正在解决这个问题并取得了一些重要进展（图 3）。 另外，请看下面图 4 中所示的电磁场。 在这种情况下，我们管理从微带线到同轴电缆的转换。 在同轴电缆中，接地层以环形方式交错并均匀分布。 在微带中，接地层位于活动线下方。 这引入了某些需要在设计时理解、预测和考虑的边缘效应。 当然，这种不匹配也会导致回损，必须尽量减少以避免噪声和信号干扰。

内部阻抗问题的管理不是一个可以忽略的设计问题。 阻抗从电路板的表面开始，通过焊点到达接头，并在同轴电缆处结束。 由于阻抗随频率变化，频率越高，阻抗管理越困难。 使用更高频率在宽带上传输信号的问题似乎是主要的设计问题。

本文总结了

PCB平台技术需要不断改进以满足IC设计者的要求。 PCB设计中的高频信号管理和PCB板上的信号输入/输出管理需要不断改进。 无论即将出现什么令人兴奋的创新，我认为带宽会越来越高，使用高频信号将成为这种增长的先决条件。