6 Lapisan Blind Hole Prototaip Emas Jari PCB

Apakah reka bentuk papan RF?

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, disebabkan oleh permintaan dan pertumbuhan peranti Bluetooth, peranti rangkaian kawasan tempatan tanpa wayar (WLAN) dan telefon mudah alih, industri telah semakin memberi perhatian kepada teknik reka bentuk litar RF. Dari dahulu hingga kini, reka bentuk papan litar RF, seperti gangguan elektromagnet (EMI), sentiasa menjadi bahagian yang paling sukar untuk dikawal oleh jurutera, malah mimpi ngeri. Jika anda ingin mereka berjaya sekali, anda mesti merancang dengan teliti terlebih dahulu dan memberi perhatian kepada butiran untuk menjadi berkesan.
Reka bentuk papan litar frekuensi radio (RF) sering digambarkan sebagai sejenis "seni hitam" kerana masih terdapat banyak ketidakpastian dalam teori. Tetapi ini hanya sebahagian daripada pandangan menyeluruh, masih terdapat banyak peraturan yang boleh diikuti dalam reka bentuk papan litar RF. Walau bagaimanapun, dalam reka bentuk sebenar, helah yang benar-benar praktikal ialah bagaimana untuk menjejaskan undang-undang ini apabila ia tidak dapat dilaksanakan kerana pelbagai sekatan. Topik reka bentuk RF yang penting termasuk: padanan impedans dan galangan, bahan lapisan penebat dan lamina, panjang gelombang dan harmonik... dsb. Artikel ini akan memfokuskan kepada pelbagai isu yang berkaitan dengan reka bentuk papan litar RF.

Jenis vias mikro
Litar sifat yang berbeza pada papan litar mesti dipisahkan, tetapi ia mesti disambungkan di bawah keadaan terbaik tanpa gangguan elektromagnet, yang memerlukan penggunaan mikrovia. Secara amnya, diameter mikro vias ialah 0.05 mm hingga 0.20 mm, dan vias ini secara amnya dikelaskan kepada tiga jenis, iaitu vias buta, vias kubur dan vias melalui. Buta melalui lubang PCB terletak pada permukaan atas dan bawah papan litar bercetak dan mempunyai kedalaman tertentu. Ia digunakan untuk menyambungkan garisan permukaan dan garisan dalam yang mendasari. Kedalaman lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu (apertur). PCB terkubur merujuk kepada lubang sambungan yang terletak di lapisan dalam papan litar bercetak, yang tidak meluas ke permukaan papan litar. Dua jenis lubang di atas terletak di lapisan dalam papan litar, dan dilengkapkan dengan proses pembentukan lubang telus sebelum pelapisan, dan beberapa lapisan dalam mungkin bertindih semasa pembentukan melalui. Jenis ketiga dipanggil lubang melalui (PCB komunikasi). Lubang jenis ini melalui seluruh papan litar dan boleh digunakan untuk sambungan dalaman atau sebagai lubang kedudukan pelekat untuk pemasangan PCB.

Gunakan teknik pembahagian
Apabila mereka bentuk papan litar RF, penguat RF berkuasa tinggi (HPA) dan penguat hingar rendah (LNA) hendaklah dipisahkan sebanyak mungkin. Ringkasnya, jauhkan litar pemancar RF berkuasa tinggi daripada litar penerima hingar rendah. Jika terdapat banyak ruang pada PCB, ini boleh dilakukan dengan mudah. Tetapi biasanya apabila terdapat banyak komponen pemasangan PCB, ruang PCB menjadi sangat kecil, jadi ini sukar dicapai. Anda boleh meletakkannya pada kedua-dua belah papan PCB, atau biarkan ia berfungsi secara bergilir-gilir dan bukannya berfungsi pada masa yang sama. Litar kuasa tinggi kadangkala termasuk penimbal RF dan pengayun kawalan voltan (VCO).
Pembahagian reka bentuk boleh dibahagikan kepada pembahagian fizikal dan pembahagian elektrik. Pembahagian fizikal terutamanya melibatkan isu seperti susun atur komponen, orientasi dan perisai; pembahagian elektrik boleh terus dibahagikan kepada pengagihan kuasa, pendawaian RF, litar dan isyarat sensitif, dan pembumian.
Pembahagian fizikal
Susun atur komponen adalah kunci untuk mencapai reka bentuk RF yang sangat baik. Teknik yang paling berkesan ialah terlebih dahulu membetulkan komponen pada laluan RF dan melaraskan kedudukannya untuk meminimumkan panjang laluan RF. Dan pastikan input RF jauh dari output RF, dan sejauh mungkin dari litar berkuasa tinggi dan litar hingar rendah.
Kaedah penyusunan papan litar yang paling berkesan ialah menyusun tanah utama pada lapisan kedua di bawah permukaan, dan mengarahkan garisan RF pada permukaan sebanyak mungkin. Meminimumkan saiz vias pada laluan RF bukan sahaja boleh mengurangkan kearuhan laluan, tetapi juga mengurangkan sambungan pateri maya pada tanah utama dan mengurangkan kemungkinan tenaga RF bocor ke kawasan lain lamina.
Dalam ruang fizikal, litar linear seperti penguat berbilang peringkat biasanya mencukupi untuk mengasingkan berbilang zon RF antara satu sama lain, tetapi dupleks, pengadun dan penguat frekuensi perantaraan sentiasa mempunyai berbilang isyarat RF/IF yang mengganggu antara satu sama lain. Oleh itu, penjagaan mesti diambil untuk meminimumkan kesan ini. Jejak RF dan IF hendaklah dipalang sebanyak mungkin, dan kawasan pembumian hendaklah diletakkan di antara mereka sebanyak mungkin. Laluan RF yang betul adalah sangat penting untuk prestasi keseluruhan papan PCB, itulah sebabnya susun atur komponen biasanya mengambil sebahagian besar masa dalam reka bentuk papan PCB telefon mudah alih.

Perisai logam
Kadangkala, adalah mustahil untuk mengekalkan pemisahan yang mencukupi antara berbilang blok litar. Dalam kes ini, adalah perlu untuk mempertimbangkan menggunakan perisai logam untuk melindungi tenaga RF di kawasan RF. Walau bagaimanapun, perisai logam juga mempunyai kesan sampingan, seperti: Kos pembuatan PCBA dan Kos Pemasangan Campuran kedua-duanya tinggi.
Sukar untuk memastikan ketepatan tinggi apabila membuat perisai logam dengan bentuk yang tidak teratur. Perisai logam segi empat tepat atau segi empat sama menyekat susun atur komponen; perisai logam tidak kondusif untuk penggantian komponen dan anjakan kerosakan; perisai logam mesti Pateri pada satah tanah, dan mesti mengekalkan jarak yang betul dari komponen, supaya ia mengambil ruang papan PCB yang berharga.
Ia adalah sangat penting untuk memastikan integriti perisai logam sebanyak mungkin. Oleh itu, garis isyarat digital yang memasuki perisai logam harus pergi sejauh mungkin ke lapisan dalam, dan yang terbaik adalah untuk menetapkan lapisan seterusnya lapisan litar isyarat sebagai lapisan tanah. Garis isyarat RF boleh dialihkan keluar dari celah kecil di bahagian bawah perisai logam dan lapisan pendawaian di celah tanah, tetapi celah harus dikelilingi oleh kawasan tanah yang besar sebanyak mungkin. Tanah pada lapisan isyarat yang berbeza boleh menggunakan berbilang vias. bersambung bersama.
Walaupun kekurangan di atas, perisai logam masih sangat berkesan dan selalunya merupakan satu-satunya penyelesaian untuk mengasingkan litar kritikal.
Litar penyahgandingan kuasa
Di samping itu, litar penyahgandingan kuasa cip yang betul dan berkesan juga sangat penting. Banyak cip RF yang menyepadukan litar linear sangat sensitif kepada hingar kuasa. Biasanya, setiap cip perlu menggunakan sehingga empat kapasitor dan induktor pengasingan untuk menapis semua hingar kuasa.
Nilai kapasitans minimum biasanya bergantung pada frekuensi resonansi kapasitor itu sendiri dan kearuhan pin, dan nilai C4 dipilih dengan sewajarnya. Nilai C3 dan C2 agak besar disebabkan oleh kearuhan pin mereka sendiri, jadi kesan penyahgandingan RF lebih teruk, tetapi ia lebih sesuai untuk menapis isyarat bunyi frekuensi rendah. Penyahgandingan RF dilakukan oleh induktor L1, yang menghalang isyarat RF daripada digandingkan ke cip daripada talian kuasa. Oleh kerana semua jejak adalah antena berpotensi yang boleh menerima dan menghantar isyarat RF, adalah perlu untuk mengasingkan isyarat RF daripada litar dan komponen utama.
Lokasi fizikal komponen penyahgandingan ini biasanya juga kritikal. Prinsip susun atur komponen penting ini ialah: C4 hendaklah sedekat mungkin dengan pin IC dan dibumikan, C3 mesti paling hampir dengan C4, C2 mesti paling hampir dengan C3, dan jejak sambungan antara pin IC dan C4 hendaklah jadi sesingkat mungkin. Terminal tanah bagi setiap komponen (terutama C4) biasanya harus disambungkan ke pin tanah cip melalui lapisan tanah pertama di bawah papan. Via yang menghubungkan komponen ke satah tanah hendaklah sedekat mungkin dengan pad komponen pada PCB. Sebaik-baiknya gunakan lubang buta yang dibuat pada pad untuk meminimumkan kearuhan talian sambungan. Kearuhan L1 hendaklah hampir dengan C1.
Litar bersepadu atau penguat selalunya mempunyai output pengumpul terbuka, jadi induktor penarik diperlukan untuk menyediakan beban RF impedans tinggi dan bekalan kuasa DC impedans rendah. Prinsip yang sama berlaku untuk ini Bahagian bekalan kuasa induktor dipisahkan. Sesetengah cip memerlukan berbilang bekalan kuasa untuk berfungsi, jadi dua atau tiga set kapasitor dan induktor mungkin diperlukan untuk memisahkannya secara berasingan. Jika tidak ada ruang yang mencukupi di sekeliling cip, kesan penyahgandingan mungkin lemah.
Terutama perlu memberi perhatian khusus kepada: induktansi jarang rapat bersama secara selari, kerana ini akan membentuk pengubah teras udara dan mendorong isyarat gangguan antara satu sama lain, jadi jarak antara mereka mestilah sekurang-kurangnya ketinggian salah satu daripadanya, atau pada sudut yang betul. Susun untuk meminimumkan kearuhan bersama.

Pembahagian elektrik
Pembahagian elektrik pada dasarnya sama dengan pembahagian fizikal, tetapi ia juga mengandungi beberapa faktor lain. Sesetengah bahagian telefon mudah alih moden menggunakan voltan kerja yang berbeza dan dikawal oleh perisian untuk memanjangkan hayat bateri. Ini bermakna telefon mudah alih perlu mempunyai pelbagai sumber kuasa, dan ini menimbulkan lebih banyak masalah pengasingan. Bekalan kuasa biasanya diperkenalkan oleh penyambung, dan serta-merta tertakluk kepada pemprosesan penyahgandingan untuk menapis sebarang bunyi dari luar papan litar, dan kemudian melalui satu set suis atau pengawal selia linear untuk pengagihan kuasa.