高频PCB 设计的技巧和方法

对于RF PCB 而言，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进行接地层管理，在布线之间进行间隔和降低引线电感（stud capacitance）。降低回损的主要方法是进行阻抗匹配。此方法包括对绝缘材料的有效管理以及对有源信号线和地线进行隔离，尤其在状态发生跳变的信号线和地之间更要进行间隔。
　　目前有迹象表明，印刷电路板设计的频率越来越高。随着数据速率的不断增长，数据传送所要求的带宽也促使信号频率上限达到1GHz，甚至更高。这种高频信号技术虽然远远超出毫米波技术范围（30GHz），但的确也涉及RF 和低端微波技术。
　　RF 工程设计方法必须能够处理在较高频段处通常会产生的较强电磁场效应。这些电磁场能在相邻信号线或PCB 线上感生信号，导致令人讨厌的串扰（干扰及总噪声），并且会损害系统性能。回损主要是由阻抗失配造成，对信号产生的影响如加性噪声和干扰产生的影响一样。
　　高回损有两种负面效应：1. 信号反射回信号源会增加系统噪声，使接收机更加难以将噪声和信号区分开来；2. 任何反射信号基本上都会使信号质量降低，因为输入信号的形状出现了变化。
　　由于互连点是电路链上最为薄弱的环节，在RF 设计中，互连点处的电磁性质是工程设计面临的主要问题，要考察每个互连点并解决存在的问题。电路板系统的互连包括：芯片到电路板、PCB 板内互连以及PCB 与外部器件之间的三类互连。在RF 设计中，互连点处的电磁特性是工程设计面临的主要问题之一，本文我们首先主要介绍PCB板内互连如果来实现降低RF设计。
　　PCB 板内互连进行高频PCB 设计的技巧和方法如下：
　　1. 传输线拐角要采用45°角，以降低回损；
　　2. 要采用绝缘常数值按层次严格受控的高性能绝缘电路板。这种方法有利于对绝缘材料与邻近布线之间的电磁场进行有效管理。
　　3. 要完善有关高精度蚀刻的PCB 设计规范。要考虑规定线宽总误差为+/-0.0007 英寸、对布线形状的下切（undercut）和横断面进行管理并指定布线侧壁电镀条件。对布线（导线）几何形状和涂层表面进行总体管理，对解决与微波频率相关的趋肤效应问题及实现这些规范相当重要。
　　4. 突出引线存在抽头电感，要避免使用有引线的组件。高频环境下，最好使用表面安装组件。
　　5. 对信号过孔而言，要避免在敏感板上使用过孔加工（pth）工艺，因为该工艺会导致过孔处产生引线电感。如一个20 层板上的一个过孔用于连接1 至3 层时，引线电感可影响4 到19 层。
　　6. 要提供丰富的接地层。要采用模压孔将这些接地层连接起来防止3 维电磁场对电路板的影响。
　　7. 要选择非电解镀镍或浸镀金工艺，不要采用HASL 法进行电镀。这种电镀表面能为高频电流提供更好的趋肤效应。此外，这种高可焊涂层所需引线较少，有助于减少环境污染。
　　8. 阻焊层可防止焊锡膏的流动。但是，由于厚度不确定性和绝缘性能的未知性，整个板表面都覆盖阻焊材料将会导致微带设计中的电磁能量的较大变化。一般采用焊坝（solder dam）来作阻焊层。