射频基础之射频PCB设计规则

lahhse · 发表于 2021-10-26 09:36

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1 射频PCB设计中的丝印设计
1.1 器件封装丝印
1.1.1 器件封装丝印线不得穿越器件焊盘和其他焊接区域，且间距焊盘必须大于20mil。
1.1.2 对于有方向性规定的器件，丝印标志必须表明其方向。
1.1.3 对于集成器件封装，须表明引脚序号和计数方向。
1.2 项目代号丝印
1.2.1 项目代号丝印字符的大小按照实际情况进行设置，以辨认清晰为原则。
1.2.2 字符丝印的位置必须靠近归属元素，但不能和封装丝印和焊盘重叠。
1.2.3 字符丝印的方向性必须符合国家标准。
1.3 说明、注释丝印对于说明、注释的丝印大小依据4.2.1条规定，放置位置不得覆盖其
他元素的丝印、焊盘、项目代号。
1.4 丝印线参数设计
1.4.1 所有丝印标志必须设置在丝印层上。
1.4.2 丝印线宽度设置必须大于8mil。

2 射频PCB设计中焊盘和过孔设计
2.1 SMT焊盘和过孔间距设置射频PCB设计中，SMT焊盘和过孔的间距不得小于
10mil,SMT焊盘接地过孔和焊盘的间距不得大于10mil。
2.2 SMT焊盘和过孔。 SMT焊盘之间不得重叠、覆盖，和过孔之间也不得重叠和覆盖。
2.3 射频板接地过孔的设计要求
2.3.1 射频板接地过孔的设计应当遵循不分割电源和接地平面的基本规则。
2.3.2 射频板设计中，要尽量减少过孔类型的数量，整板过孔种类不得超过6类。

3 射频PCB覆铜规则
3.1 自由灌水（flood）
3.1.1 大面积覆铜首要规则要保证设计平面的封闭性要求。
3.1.2 自由灌水覆铜要保证封闭线的光滑性，避免尖角和毛刺的产生。
3.1.3 在微带板上进行自由灌水时，要注意对微带线信号的平衡性要求，以及敏感信号的
隔离区间设置。
3.1.4 在其他功能的设计中，自由灌水时要注意遵循国际安全规范原则，达到耐压测试要
求和静电要求。测试条件按照系统特点确定。
3.2 定向填充(fill)
3.2.1 定向填充也要遵循6.1.1～6.1.4的要求。
3.2.2 对于射频板，不允许将填充区设计为网格和开窗形式，实现全平面填充。
3.2.3 定向填充要和一定的网络联系，避免设计中造成短路和其他设计错误。
3.2.4 振荡
器和其他特殊器件下面的填充区要注意阻焊的设置，以及大小的设计。
3.3 孤岛处理
3.3.1 在射频PCB设计中，对于孤岛要进行相应的处理和配置，在其他设计中可以不作
为考虑的因素。
3.3.2 在特殊情况下，可以对印制板进行添加孤岛，达到电磁兼容设计的要求。

4 阻焊设计和处理
4.1 阻焊层设置
4.1.1 由于射频板有时不做阻焊，需要在文件中设计相应参数，不同层面对应不同的阻焊
层。
4.1.2 对于微带线板，要设计阻焊层相应的特殊要求。
4.2 阻焊开窗设计阻焊开窗要和相应的开窗要求完全一致，对于屏蔽接地的阻焊开窗，
要保证接地良好。
4.3 微带板阻焊设计要求
4.3.1 对于大批量生产加工要求的印制板，必须考虑单板加工工艺要求的需要，设计带阻
焊的射频板。
4.3.2 微带板批量加工时，必须将底层设计为不带阻焊。
4.3.3 如果工艺要求能够达到一定水平，可以采用可剥离阻焊膜工艺加工。

5 射频PCB设计开槽和挖空设计
5.1 层分布参数设置
5.1.1 开槽和挖空设计必须设计在钻孔层中，保证加工的正确性。
5.1.2 开槽和挖空线宽参数设计不得大于10mil。
5.1.3 对于开槽和挖空设计，必须在设计中标注精确的加工尺寸，以及精度要求。
5.2 开槽参数设置5.2.1 开槽不得分割电源和地平面。
5.2.2 开槽要考虑整板装配工艺的要求，以及印制板强度要求。
5.2.3 电气性开槽要满足国际安全规范的要求。
5.2.4 射频板PCB设计开槽长度不得等于
5.3 挖空参数设置和布线间距
5.3.1 挖空边框必须和信号线、覆铜的间距不得小于20mil。
5.3.2 挖空边框和焊盘、过孔、元件的间距不得小于40mil。

6 射频PCB板厚度设置
6.1 微带板板厚度设置
6.1.1 射频板设计中，对于双面板结构的微带板厚度要求，不得大于1.0mm。
6.1.2 对采用多层结构的微带板，地平面层和微带线布线层厚度不得大于0.5mm。
6.1.3 对于单面实现全平面接地的射频板，推荐使用0.4mm的板厚度。
6.2 控制板板厚度设置对于控制板厚度请参考公司标准

7 射频PCB层堆叠
7.1 射频微带板堆叠
7.1.1 双面结构的微带板堆叠结构采用TOP层进行信号布线，BOTTOM层采用全平面
地。
7.1.2 四层结构的微带板堆叠结构应该以下方式：微带线信号层、地平面层、电源层、地
平面层。
7.2 射频多层板堆叠除微带板底层需全平面接地之外的其他射频板，可采用通用层堆叠
技术。

8 射频PCB布局设计
8.1 射频板基本布局
8.1.1 数字部分和模拟部分要隔开布局。
8.1.2 高电压工作区域和低工作电压区域要分开排布。
8.1.3 高频和低频电路要隔离布局。
8.1.4 直流和交流区域要用明显的分割区域。
8.2 射频板特殊布局
8.2.1 对于射频PCB布局，RF输入部分和输出部分要隔离分布，可以采用直线型和U型
结构。
8.2.2 高功率RF发射电路要远离低功率RF接收电路。
8.2.3 要保证高功率区域至少有一块接地覆铜，且不要放置过孔。
8.2.4 敏感信号和其他信号的隔离要按照一定电路功能原则进行分布。
8.2.5 高速数字信号和RF信号以及敏感信号要隔离分布。
8.2.6 TTL电路和微带线电路应保持一定距离。
8.2.7 TTL电路和地平面、电源平面应保持一定间距。
8.2.8 关键信号的长距离传输对信号的延时造成的影响，确定高速器件的分布和位置。
8.2.9 整板上热效应的合理分布和重量受力的均衡性。
8.2.10 要充分考虑整板上的信号可测试性和可调试性。

9 射频PCB设计布线工艺
9.1 微带线布线
9.1.1 严格限制信号线上过孔的数量，减少信号线变换层次的数量。
9.1.2 严格控制信号线拐角数量、角度和拐角线宽。
9.1.3 微带线应尽可能的短。
9.1.4 微带线和其他信号线之间应保持平衡间距设置。
9.1.5 微带线要注意对其他信号线的串扰和耦合。
9.1.6 微带线布线层要保持传输介质的稳定性，避免传输效率的降低。
9.1.7 微带线建议布线在TOP层。
9.1.8 微带线布线时，要保持自由回路的封闭性，以及地平面的区域划分。
9.1.9 使用耦合微带线时，要考虑耦合器对其他信号的串扰和辐射干扰。
9.2 带状线布线
9.2.1 射频板PCB设计中带状线一般分布在内层，要结合传输线理论，注意带状线的传
输条件和阻抗匹配。
9.2.2 带状线布线要注意满足数据传输速率的要求。
9.2.3 带状线布线时，不得穿越相邻层面两次。
9.2.4 带状线走线时，要注意不得分割其高频回路和自由穿越区。
9.2.5 相邻带状线方向上，要遵循带状线平衡原则。
9.2.6 带状线上的终端负载必须匹配。
9.2.7 带状线驱动的终端负载最好是单一负载。
9.2.8 如果带状线要驱动两个以上的负载，必须保持负载的平衡间距。
9.2.9 在耦合带状线结构中，要保持和其他敏感信号的隔离区间，保证整板EMI。
9.3 控制线、地线、电源线以及其他布线
9.3.1 走线应尽可能短，在拐角处应避免尖锐内角。
9.3.2 用于元器件电源、地引脚的连线和电容器的连线应适当加宽，并尽可能短。
9.3.3 导线最小间距应满足串扰抑制的要求。
9.3.4 同一条信号线尽可能减少过孔数量，建议过孔数量不超过3个。
9.3.5 两个信号源之间的信号线最长连线小于2000mil。
9.3.6 同一PCB上的印制线应该尽量减少线宽的数量，达到整体平衡的要求。
9.3.7 对于终端阻抗有严格要求的信号走线，要合理走线。
9.3.8 敏感信号要远离高频区域和时钟信号线。
9.3.9 时钟信号线要根据元件特性，决定是否设置延时设计。
9.3.10 微分信号线要根据其特点进行紧密耦合设计。
9.3.11 针对不同供电电路，要注意信号布线不得穿越其他电源区域。

10 射频PCB电源分布工艺
10.1 单一电源分布设计
10.1.1 分布电源设计
10.1.1.1 针对不同的功能电路，单电源供电采用不同的方式，放射性布线和递推布线。
10.1.1.2 射频PCB电路设计中，单电源供电必须采用噪声抑制电路进行EMI控制。
10.1.1.3 对射频高功放电路供电，要采用共模和差模噪声抑制。
10.1.2 电源平面设计
10.1.2.1 对射频板采用电源平面设计，要注意隔离不同频段电路的隔离。
10.1.2.2 电源平面一般在射频板中，应用在多层板设计时使用。
10.1.2.3 使用电源平面设计，要避免产生高频环路和电源噪声。
10.1.3 电源噪声设计
10.1.3.1 合理的选择旁路电容是消除电源噪声的有效途径。
10.1.3.2 合理布置电源分布结构，能有效减小噪声耦合。
10.1.3.3 根据实际情况，合理对滤波电容进行配置和走线，可以减小电源噪声的蔓延。
10.1.3.4 电源网络应尽量和微带线、带状线以及高频时钟信号线保持一定距离。
10.1.3.5 合理分布连接器接口上的电源分布结构，减小电源回路面积和连接阻抗。
10.1.4 电源和地平面设计使用规则
10.1.4.1 射频板电源设计尤其要注意和地平面的配合，尽量使用紧密配合。
10.1.4.2 电源输入源和接地汇结点要尽量接近布线。
10.2 多电源分布设计
10.2.1 多电源分布技术
10.2.1.1 不同的电源占用不同的印制板区域。
10.2.1.2 各个电源应该拥有各自的独立回路，并保证回路面积最小。
10.2.1.3 多电源设计中，不同的电源之间要有明显的隔离区间和界限。
10.2.1.4 多电源分布时，考虑电路的实际情况，不同的电源占用不同的层面，但和相应的地平面回路要保持最紧密的配合关系。
10.2.1.5 多电源分布设计中，要避免不同电源区域的信号线穿越其他电源回路和分布
区。
10.2.1.6 使用连接器接入和输出多电源的设计中，要保证不同电源回路之间的分布，不
得将不同频段的噪声耦合到其他电源回路中。
10.2.1.7 多电源设计中要保证不同电源的安全间距，符合安全规范的要求。
10.2.2 大电流电源设计
10.2.2.1 射频板上的大电流设计必须考虑容量限制，功放电路的电源线必须保证足够的
宽度要求。
10.2.2.2 大电流布线必须考虑整板的热效应和材料的受热影响。
10.2.2.3 对于实施大平面设计的大电流回路，要保证电源会结点的安全裕量。
10.2.2.4 大电流线路必须和其他电源回路保持一定间隔区域。
10.2.3 多电源和地平面设计原则
10.2.3.1 射频板多电源设计必须保证相应电源和其地平面的平衡布局。
10.2.3.2 不同电源平面必须和其地回路紧密耦合，保持环路面积最小。
10.2.3.3 对于多电源设计的连接器电流汇结点应该保证汇结回路面积最小。
10.3 电源平面的设计原则
10.3.1 电源平面的分布原则要保证和地平面的良好耦合，保持电源的平衡特性。
10.3.2 射频电路中，对于微带板，一般不单独设置多个电源平面，尽可能的将电源设计
在电路功能区中。
10.3.3 射频系统中的多层高速电路板，一般要求电源平面要和所有的信号层保持等间距
设计，保持信号的完整性要求。