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PCBブログ
PCBボード相互接続設計におけるRF効果を低減する方法について
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PCBボード相互接続設計におけるRF効果を低減する方法について

PCBボード相互接続設計におけるRF効果を低減する方法について

2022-06-17
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Author:ipcb

 PCBボードシステムは、回路基板にチップを含む。相互接続 PCBボードはPCBボード と外部デバイス、RFデザイン、相互接続点における電磁特性は工学設計に直面する主な問題の一つである。この3種類の相互接続設計のための様々な技術を紹介した。デバイス実装方法を含むこと、配線分離、鉛インダクタンス低減対策はより多くの現在、プリント回路基板の設計の周波数が高くなっている。データレートが増加し続けて、データ転送のために必要とされる帯域幅は、信号周波数の上限を1 GHzおよびそれ以下にプッシュする。この高周波信号技術はMMWave技術(30 GHz)を超えて、RF及びローエンドマイクロ波技術も含む。


PCBボード


RFエンジニアリング方法は、より高い周波数周波数で典型的に発生するより強い電磁場効果を処理することができなければならない。これらの電磁場は、隣接する信号ラインまたはPCBボードトレース上の信号を誘導し、不要なクロストーク(干渉および全ノイズ)を引き起こし、システム性能を損なうことができる。リターン損失は、主にインピーダンス不整合によって引き起こされ、加算ノイズと干渉として信号に対して同じ効果を有することができる。ソースに戻っている信号反射はシステムにノイズを加える。そして、レシーバーが信号から雑音を区別するのをより難しくする。任意の反射信号は、基本的に、入力信号形状が変化したので、信号品質を劣化させる。ディジタルシステムは1 sと0 sだけを扱うので非常に耐故障性があるが、高速パルスが上がると発生する高調波はより高い周波数でより弱い信号を引き起こすことがある。前方誤り訂正技術はいくつかの負の効果を除去することができるが、システム帯域幅の一部は冗長データを伝送するために使用され、結果としてシステム性能が低下する。より良い解決策は、RF効果を信号完全性から逸脱するのではなく助けることである。推奨されるデジタルシステム周波数(通常、より悪いデータポイント)で返す

総損失は−25 dBであり、これは1.1のVSWRに対応する。


 PCBボードのデザインは小さくなる。クロストークの問題を解決する主な方法はグラウンドプレーン管理である。配線間隔、スタッドキャパシタンスの低減によるリターン損失を低減する主な方法はインピーダンス整合である。この方法は、絶縁材料の効果的な管理及び能動信号線及び接地線の分離を含む。特に状態遷移が起こる信号線と接地の間で、相互接続点が回路チェーンの最も弱いリンクであるので、RFデザイン、相互接続点における電磁特性はエンジニアリングデザインに直面する主な問題である。そして、各相互接続点を検討し、既存の問題を解決すべきである。回路基板システムの相互接続は、3つのタイプの相互接続を含む。相互接続 PCBボードとシグナル入力間の出力PCBボードと外部デバイスも含む。


チップ間PCB相互接続

多数のI/O相互接続点を有するPentium IV及び高速チップは既に利用可能である。チップ自体に関しては、その性能は信頼でき、処理速度は1 GHzに達することができた。近ghz相互接続シンポジウム(総研大w . az . ww . com)での興奮は、i/osの増加数と周波数を扱う方法がよく知られている。チップ対PCB相互接続の主な問題点は、配線密度が高く、PCB材料の基本構造が配線密度成長の限界要因になることである。隣接する回路基板にデータを送信するためにチップ内のローカル無線送信機を使用して、会議で革新的な解決策が提示された。この解決策が機能しているかどうかにかかわらず、高周波アプリケーションに関しては、IC設計技術がPCBボード設計技術をはるかに上回ることが明らかになった。高周波PCBボード設計のための技術と方法は以下の通りである。

1)送電線の角は45度程度であり、リターンロスを低減する。

2)レベルに応じて絶縁定数値を厳密に制御する高性能絶縁回路基板を使用する。このアプローチは、絶縁材料と隣接する配線との間の電磁場の効率的な管理を容易にする。

3)高精度エッチング用のpcbボード設計仕様を改善する必要がある。ライン幅の±0.0007インチの全誤差を指定し、配線形状のアンダーカット及び断面を管理し、配線側壁のメッキ条件を指定することを考える。配線(導体)形状と被覆面の総合管理は、マイクロ波周波数に関連した表皮効果問題に対処し、これらの仕様を達成するために重要である。

4)突出リードにはタップインダクタンスがあり、リード付き部品の使用は避けるべきである。高周波環境では、表面実装コンポーネントを使用する。

5)信号ビアに対して、この工程がビアでリードインダクタンスを生じるので、敏感基板上のビア処理(pth)プロセスを使用しない。例えば、層1〜3を接続するために20層基板上のビアを使用すると、リードインダクタンスは層4〜19に影響を与える。

6)豊かなグランドプレーンを提供する。これらのグランドプレーンは、ボード上の3 D電磁場の影響を防ぐために成形穴と一緒に接続されている。

7)無電解ニッケルめっきまたは浸漬金めっきプロセスを選択するためには、hcl法を電気めっきに使用しない。このメッキされた表面は、高周波電流のためのより良い表皮効果を提供する。それに、この非常にはんだ付け可能なコーティングは、より少ないリードを必要とする。

8)はんだペーストははんだペーストの流れを防止する。しかし、半田マスク材料を用いて基板表面全体を覆うことは、厚さの不確定性及び未知の絶縁特性に起因してマイクロストリップ設計における電磁エネルギーの大きな変動をもたらす。はんだマスクとしては、一般に半田ダムが用いられる。


あなたがこれらの方法に慣れていないならば、軍事マイクロ波回路基板で働いた経験豊かなデザインエンジニアに意見を聞いてください。また、彼らはあなたが余裕がある価格範囲で議論することができる。 例えば、銅裏打ちコプレーナマイクロストリップ設計はストリップライン設計よりも経済的である。そして、あなたはより良いビルドのために彼らとこれを議論することができる。エンジニアはコストについて考えてはいけない。しかし、彼らのアドバイスは非常に役立つことができる。今ではRF効果に慣れていない若い技術者を訓練しようとすると、RF効果に対処するために未熟な長期的な努力になる。それに、 その他の解決策、RF効果を取り扱う能力でコンピュータを改造することのような今、我々は、ボード上のすべての信号管理の問題を解決し、様々な個別コンポーネントの相互接続について考えられる。それで、どのように、あなたは信号入力を解決するか/回路基板から遠隔装置に接続するワイヤへの出力問題? トロンペーターエレクトロニクス、同軸ケーブル技術の革新者はこの問題を解決するために働いているいくつかの重要な進歩をしている。この場合は、マイクロストリップと同軸の間の遷移を管理する。同軸ケーブルで、地面の平面は、輪に織り込まれ、等間隔になっている。

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