RF PCB電路布局要想降低寄生信號,需要RF工程師發揮創造性。記住以下這八條規則,不但有助于加速產品上市進程,而且還可提高工作日程的可預見性。
規則1:接地通孔應位于接地參考層開關處
流經所布線路的所有電流都有相等的回流。耦合策略固然很多,不過回流通常流經相鄰的接地層或與信號線路并行布置的接地。在參考層繼續時,所有耦合都僅限于傳輸線路,一切都非常正常。不過,如果信號線路從頂層切換至內部或底層時,回流也必須獲得路徑。
圖1就是一個實例。頂層信號線路電流下面緊挨著就是回流。當它轉移到底層時,回流就通過附近的通孔。不過,如果附近沒有用于回流的通孔時,回流就要通過最近可用的接地通孔。更遠的距離會產生電流環路,形成電感器。如果這種不必要的電流路徑偏移,碰巧又同另一條線路交叉,那么干擾就會更嚴重。這種電流環路其實相當于形成了一個天線!
圖1:信號電流從器件引腳經過通孔流到較低層。回流在被迫流向最近通孔改變至不同參考層之前位于信號之下
接地參考是最佳策略,但高速線路有時候可布置在內部層上。接地參考層上下都放置非常困難,半導體廠商可能會受到引腳限制,把電源線安放在高速線路旁邊。參考電流要是需要在非DC耦合的各層或各網之間切換,應緊挨著開關點安放去耦電容。
規則2:將器件焊盤與頂層接地連接起來
許多器件在器件封裝底部都采用散熱接地焊盤。在RF器件上,這些通常都是電氣接地,而相鄰焊盤點有接地通孔陣列。可將器件焊盤直接連接至接地引腳,并通過頂層接地連接至任何灌銅。如有多個路徑,回流會按路徑阻抗比例拆分。通過焊盤進行接地連接相對于引腳接地而言,路徑更短、阻抗更低。
電路板與器件焊盤之間良好的電氣連接至關重要。裝配時,電路板通孔陣列中的未填充通孔也可能會抽走器件的焊膏,留下空隙。填滿通孔是保證焊接到位的好辦法。在評測中,還要打開焊接掩模層確認沒有焊接掩模在器件下方的電路板接地上,因為焊接掩模可能會抬高器件或使其搖擺。