RF PCB顶层上未使用的区域是否应该倒出?


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我意识到有一些与该主题相关的问题,但是我没有看到真正与RF相关的任何问题。

我正在研究一个2层蓝牙模块,顶层上有一些未使用的空间,无法确定是否应通过在底层(主要是实心接地层)上的缝合孔进行接地浇注。 。我一直在做大量的阅读/研究,关于顶层浇注的想法似乎有些矛盾。因此,我想与大家取得联系,并希望有相关经验的人(RF板设计为佳)可以为我提供一些有关此主题的信息。

谢谢!

对于任何对此感兴趣或对此感兴趣的人,我发现了一些有用的资源:

  1. http://www.maximintegrated.com/zh-CN/app-notes/index.mvp/id/5100#10
  2. http://www.eeweb.com/blog/circuit_projects/basic-concepts-of-designing-an-rf-pcb-board
  3. http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1279446
  4. http://www.atmel.com/images/atmel-42131-rf-layout-with-microstrip_application-note_at02865.pdf
  5. http://www.icd.com.au/articles/Copper_Ground_Pours_AN2010_4.pdf
  6. http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=swra367a&fileType=pdf

上面的大多数资源都提到了地面倒灌和整个RF设计。


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您可能要担心的一件事是顶部浇注与RF迹线之间的电容耦合-请注意设计规则中的间距至少是迹线宽度的两倍。另外,我相信Olin一直在记录,说在2层板上浇灌顶滴并没有多大作用,但我现在找不到该帖子。
Paul L

Answers:


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RF Engineering是“纯黑魔法”。支持者会坚持认为不是,但是除非您拥有物理学博士学位,否则可能会如此。电阻,电容和电感的概念在直流和低频(至多MHz)下才有意义,但在高频设计和实现方面完全不正确。迹线的行为更像电阻器或阻抗元件,焊盘和间隙似乎像电容器,拐角像反射器等。完整的复杂性甚至超出了该主题的一本简短的书本

简短的答案是,很少会同时听到“ RF”和“两面PCB”。大多数RF(发射)设备使用4层或多层PCB,而外层通常是接地层。有人会说这更多是出于谨慎的考虑,但对于不熟悉RF设计的人来说,这可能意味着有效的设计与否之间的区别。

对于像蓝牙这样的收发器设备,在发射时靠近天线的位置,产生的电磁场会耦合到附近的迹线(尤其是当其长度接近波长的四分之一时)并感应出电压和电流,从而导致不稳定的行为。这就是为什么要使用地平面的原因。吸收这些波。在天线附近,EM最强,因此不能在此处任意放置它们。尺寸甚至形状对于正确操作至关重要。随着电磁场以距离的平方成反比,电磁场会逐渐消失,因此问题变得越来越小。 TI应用笔记倒是一些在高频率下的其他细节。

我想说,最实用的解决方案是为所使用的特定BT设备找到参考PCB布局,然后从那里开始。希望制造商提供了一个。为了比较起见,是一个这样的设计的小图。它的数据表没有过多提及PCB,这可能是因为设计师花费了大量时间在PCB上。PCB看起来好像是两面的,但这还不清楚。在这里可以看到更大的照片。在顶部可以看到痕迹,您可能会想“ Aaha!我知道可以完成两面...”,但是有些小但非常重要的事情却很明显:

  • 天线下方有一条通孔。它们之间的间距很近,可以将所有最强的电磁场短路到地面。

  • 无法确定天线的左侧是否在丝印徽标下方短路接地。如果是这样,则可能是PIFA天线。

  • 由于中央PCB的大部分是深色的,因此在背面肯定至少有一个局部接地层。正如奥林(Olin)在上述保罗的链接中所解释的那样,这里和那里的一些小焊盘和走线可能没什么大不了的,但是一英寸长的走线或成组的不接地的零件在自找麻烦。

  • 在某些正面走线中看到的微通孔可能会连接到接地层。这些并不是随意摆放的,而是尽可能多地填充顶表面以最大程度地降低EMI。(这是尝试在不使用更多层的情况下制造出坚固的设备的尝试。)可能是因为有足够的顶部接地区域,覆盖了足够多的表面,从而阻止了那里的大量耦合。(曾经想知道为什么微波炉的门上有孔,但没有微波通过?这是因为这些孔远小于频率(波长),所以微波无法穿透它。)

  • 天线下方的背面可能有迹线,似乎“无能为力”或无处连接。像正方形或矩形。这是RF真正有趣的业务发挥作用的地方。请记住,在高频下,焊盘可能会显示为电容器。因此,这些走线可能被设计为在该位置引入一些电容或物理耦合,甚至通过PCB。即使不存在物理连接,也可以将谐振元件(天线)的一部分“连接”到另一部分。


感谢您冗长而详尽的回答。感谢您的帮助和时间。我也看过其他参考设计,它们似乎都在顶层浇筑了一些孤岛。据我了解,其中某些功能可能会屏蔽外界的EMI和RF干扰。我几乎复制了参考设计,但是由于互连和附加IC,我的电路板必须有所不同,这足以将布局更改为我有一些空白的地方。如果缝好它们,我认为填充它们不会有伤害吗?
DigitalNinja

在我看来,如果空间允许的话,我看过的参考设计的顶部会倾倒更多的东西(大多数模块会伸到电路板的边缘)。这是我的第二个版本,因为我在第一个版本上犯了一个重大错误。所以这次我很挑剔。射频设计就像魔术一样。微小的变化或您认为不会引起问题的变化真是令人惊讶。更不用说一些疯狂的天线设计。有人有Merlin的联系信息吗?
DigitalNinja

我会说,将其设计用于更改,并计划进行一两个修订。保留一些未覆盖的接地垫,如果不起作用,请尝试在该部件上焊接一点金属屏蔽层。如果怀疑信号线吸收了EMI,请刮掉一些绝缘层,并在其上焊接20pF的盖子或类似东西。再看一下铁氧体磁珠,它们在某些频率下是有损耗的,但是它们的电感可能很棘手。不幸的是,对于我们凡人,Merlin的电话号码是+ x-xxx-xxx-xxxx。(不让我使用$符号,哈!)
rdtsc

再次感谢!听起来像是个计划。我将继续我所学到的知识,并做出关于倒在顶部的最佳判断。大声笑,很好的链接到“ Merlin”。
DigitalNinja
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