回路基板工場での携帯電話用RF RF PCB基板のレイアウトと配線

回路基板工場での携帯電話用 RF RF PCB 基板のレイアウトと配線

回路基板処理工場は、携帯電話の PCB の RF レイアウトを設計する際に満たさなければならない条件をまとめています。

RF 回路基板の設計は、理論上多くの不確実性があるため、「黒魔術」と呼ばれることがよくありますが、この見方は部分的にしか正しくありません。 RF 回路基板の設計には、従うことができ、無視してはならない多くの規則もあります。 携帯電話の PCB 基板の RF レイアウトを設計する際に満たす必要がある条件を以下にまとめます。

しかし、実際の設計では、さまざまな設計上の制約により、これらの規則や規制が正確に実装できない場合に、これらの規則や規制をどのように妥協するかが本当の実践的なスキルです。 もちろん、インピーダンスとインピーダンス整合、絶縁層の材料とラミネート、波長と定在波など、議論する価値のある RF 設計の重要なトピックが多数あります。 したがって、これらは携帯電話の EMC および EMI に大きな影響を与えます。 ここでは、携帯電話の PCB の RF レイアウトを設計する際に満たさなければならない条件をまとめます。

1.1 高出力 RF アンプ (HPA) と低ノイズ アンプ (LNA) を可能な限り分離します。

つまり、ハイパワーの RF 送信回路をローパワーの RF 受信回路から遠ざけることです。 携帯電話には多くの機能とコンポーネントがありますが、PCB スペースは小さいです。 配線の設計プロセスが最も限定されていることを考えると、これらはすべて高度な設計スキルを必要とします。 現時点では、4 ～ 6 層の PCB を設計して、同時にではなく交互に動作できるようにする必要があるかもしれません。 高電力回路には、RF バッファと電圧制御発振器 (VCO) が含まれることがあります。 PCB の高電力領域に少なくとも 1 つの完全なグランドがあることを確認してください。 ビアは無い方が良いです。 もちろん、銅板が多いほど良いです。 敏感なアナログ信号は、高速デジタル信号や RF 信号からできるだけ離す必要があります。

1.2 設計パーティションは、物理パーティションと電気パーティションに分けることができます。

物理ゾーニングには、主にコンポーネントのレイアウト、方向、およびシールドが含まれます。 電気的パーティションは、配電、RF 配線、敏感な回路と信号、および接地パーティションにさらに分割できます。

1.2.1 物理ゾーニングについて説明します。

コンポーネントのレイアウトは、優れた RF 設計の鍵です。 最も効果的な技術は、最初にコンポーネントを RF 経路に固定し、向きを調整して RF 経路の長さを最小限に抑え、入力を出力から離し、高出力回路と低出力回路を可能な限り分離することです。 .

最も効果的な基板の積み方は、表層より下の2層目にメイングランド(メイングランド)を配置し、表層にRFラインを敷設するように努めることです。 RF 経路のビアのサイズを最小化すると、経路のインダクタンスを減らすだけでなく、メイン グランドのはんだ接合部の数を減らすことができ、ラミネートの他の領域への RF エネルギーの漏れの可能性を減らすことができます。 物理空間では、多段増幅器などの線形回路は通常、複数の RF 領域を互いに分離するのに十分ですが、デュプレクサ、ミキサ、および IF 増幅器/ミキサには常に複数の RF/IF 信号が互いに干渉しているため、注意が必要です。 この影響を最小限に抑えます。

1.2.2 RF 配線と IF 配線は、可能な限り交差させ、ランドで可能な限り分離する必要があります。

正しい RF パスは、PCB 全体の性能にとって非常に重要です。これが、通常、携帯電話の PCB 設計でコンポーネントのレイアウトにほとんどの時間が費やされる理由です。 携帯電話の PCB ボードの設計では、通常、低ノイズ アンプ回路を PCB ボードの片側に配置し、ハイパワー アンプを反対側に配置し、最終的にそれらを同じ側で RF に接続することができます。 およびデュプレクサを介したベースバンド プロセッサ アンテナ。 貫通ビアが RF エネルギーを基板の一方の面から他方の面に伝達しないようにするために、いくつかの技術が必要です。 一般的な手法は、両側に止まり穴を使用することです。 貫通ビアの悪影響は、PCB の両側に RF 干渉がない領域に配置することで最小限に抑えることができます。 複数の回路ブロック間で十分な分離を確保できない場合があります。 この場合、RF 領域の RF エネルギーをシールドする金属シールドの使用を考慮する必要があります。 金属シールドは地面に溶接する必要があり、コンポーネントから適切な距離を保つ必要があります。 したがって、貴重な PCB スペースを占有する必要があります。 シールドの完全性を可能な限り確保することが非常に重要です。 金属シールドに入るデジタル信号線は、可能な限り内層を通過し、ライン層の下の PCB は層にする必要があります。 RF 信号ラインは、金属シールドの下部にある小さなギャップとグランド ギャップの配線層から出ることができますが、ギャップの周りにできるだけ多くのグランドを配置し、異なる層のグランドを一緒に接続することができます。 複数のビアを介して。