连载二:射频电路设计PCB审查checklist,值得收藏!

一、布局注意事项

(1) 结构设计要求 在 PCB 布局之前需要弄清楚产品的结构。

结构需要在 PCB 板上体现出来。比如腔壳的外边厚度大小,中间隔腔的厚度大小, 倒角半径大小和隔腔上的螺钉大小等等(换句话说,结构设计是根据 完成后的 PCB 上所画的轮廓(结构部分)进行具体设计的)。一般情 况,外边腔厚度为 4mm;内腔宽度为 3mm;点胶工艺的为 2mm;倒角 半径 2.5mm。以 PCB 板的左下角为原点,隔腔需在栅格 0.5 的整数倍, 最少需要做到栅格为 0.1 的整数倍。这样有利于结构加工商进行加工, 误差控制比较精确些。当然,这需要根据客户的要求来设计。

下图所示为 PCB 设计完成后的结构轮廓图:

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(2) 布局要求 布局优先对射频链路进行布局,然后对其它电路进行布局。 A 射频链路布局注意事项 完全根据原理图的先后顺序(输入到输出,包括每个元件的先后 位置和元件与元件之间的间距都有讲究的。有的元件与元件之间距离 不宜过大,比如π 网。)进行布局,布局成“一”字形或者“L”形。 在实际的射频链路布局中,因受产品的空间限制,不可能完全实 现,这就迫使我们将布局成“U”形。布局成 U 形并不是不可以,但 需要在中间加隔腔将其左右进行隔离,做好屏蔽。

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还有一种在横向也需要添加隔腔。即,用隔腔把一字形左右进行 隔离。这主要是因为需要隔离部分非常敏感或易干扰其它电路;另外, 还有一种可能就是一字形输入端到输出端这段电路的增益过大,也需 要用隔腔将其分开(若增益过大,腔体太大,可能会引起自激)。

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B 芯片外围电路布局 射频器件外围电路布局严格参照 datasheet 上面的要求进行布 局,受空间限制可以进行调整;数字芯片外围电路布局就不多讲了。

二、 布线注意事项

根据 50 欧姆阻抗线宽进行布线,尽量从焊盘中心出线,线成直 线,尽量走在表层。在需要拐弯的地方做成 45 度角或圆弧走线,推 荐在电容或电阻两边进行拐弯。如果遇到器件走线匹配要求的,请严 格按照 datasheet 上面的参考值长度走线。比如,一个放大管与电容 之间的走线长度(或电感之间的走线长度)要求等等。

在进行 PCB 设计时,为了使高频电路板的设计更合理,抗干扰性能更 好,应从以下几方面考虑(通用做法):

(1) 合理选择层数 在 PCB 设计中对高频电路板布线时,利用中间内层平面作为电源和 地线层,可以起到屏蔽的作用,有效降低寄生电感、缩短信号线长度、 降低信号间的交叉干扰。

(2) 走线方式 走线必须按照 45°角拐弯或圆弧拐弯,这样可以减小高频信 号的发射和相互之间的耦合。

(3) 走线长度 走线长度越短越好,两根线并行距离越短越好。

(4) 过孔数量 过孔数量越少越好。

(5) 层间布线方向 层间布线方向应该取垂直方向,就是顶层为水平方向,底层为 垂直方向,这样可以减小信号间的干扰。

(6) 敷铜 增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。

(7) 包地 对重要的信号线进行包地处理,可以显著提高该信号的抗干扰 能力,当然还可以对干扰源进行包地处理,使其不能干扰其他 信号。

(8) 信号线 信号走线不能环路,需要按照菊花链方式布线。

三、 接地处理

(1)射频链路接地 射频部分采用多点接地方式进行接地处理。射频链路铺铜间隙一般 30mil 到 40mil 用的比较多。两边都需要打接地孔,且间距尽量保持 一致。射频通路上对地电容电阻的接地焊盘,尽量就近打接地孔。器 件上的接地焊盘都需要打接地过孔。

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(2)腔壳接地孔 为了让腔壳与 PCB 板之间更好的接触。一般打两排接地孔且交错方 式放置,如图 06 所示。PCB 隔腔上需要开窗,如图 07 所示。PCB 底 层接地铜皮与底板接触的地方都需要开窗处理,使其更好的接触。如 图 08 所示(PCB 板的上半部分与底座接触):

“PCB
PCB 隔腔接地过孔图

“PCB
PCB 隔腔开窗图

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PCB 底层开窗图

(3)螺钉放置(需要了解结构知识) 为了使 PCB 与底座和腔壳之间有更紧密的接触(更好的屏蔽) 需要在 PCB 板上放置螺钉孔位置。 PCB 与腔壳之间螺钉放置方法:隔腔每个交叉的地方放置一个螺 钉。在实际设计中,比较难实现,可以根据模块电路功能进行适当调 整。但不管怎样,腔壳四个角上必须都有螺钉。

“腔壳螺钉图
腔壳螺钉图

PCB 与底座之间的螺钉放置方法:腔壳中的每个小腔内都需要有 螺钉,视腔大小而定螺钉数量(腔越大,放置的螺钉就多)。一般原 则是在腔的对角上放置螺钉。SMA 头或其他连接器旁边必须放置螺钉。 在 SMA 头或连接器在插拔过程中不致 PCB 板变形。

“腔内螺钉图”
腔内螺钉图

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