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RF PCB設計中的微帶傳輸線

來源:CLTPHP     時間:2020/05/13

迄今為止,微帶仍然是射頻和微波設計中最常用的傳輸線結構。但是,隨著數字和混合技術設計的速度和密度不斷提高,情況越來越少。

由于對于相同的阻抗,微帶線通常比帶狀線更寬,并且由于與微帶線相關的輻射增加,因此它既需要更多的布線空間,也需要更大的距離附近的走線。在純RF或微波設計中,這通常不是問題,但是隨著對更小產品尺寸的需求以及隨之而來的組件密度的增加,它成為一種不那么容易獲得的選擇。

結構體

微帶傳輸線由寬度為W,厚度為t的導體(通常為銅)構成,該導體在比傳輸線本身寬的接地平面上布線,并被厚度為H的電介質隔開。(請參見下面的圖1)。最佳實踐是確保地面參考平面在表面微帶走線的兩側至少延伸3H。

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優點

· 從歷史上看,微帶線的主要優勢可能是僅使用兩層板,而所有組件都安裝在一側的能力。這簡化了制造和組裝過程,是成本最低的RF電路板解決方案。由于所有連接和組件都在同一表面上,因此在進行連接時無需使用過孔。除了成本因素之外,這也是理想的,因為使用通孔不會增加電容或電感。

· 由于對于相同的阻抗,微帶走線通常會比帶狀線走線寬,因此,由于制造中的蝕刻容限是絕對值,因此更容易對走線的特征阻抗進行更嚴格的控制。因此,如果您的走線寬度為20密耳,并且蝕刻過度,寬度減小了1密耳,那么與過度蝕刻5百萬條帶狀線并減小到4密耳寬度相比,這是一個很小的百分比變化。例如,在FR408材料中,比地面高20mils,高11.5mils的微帶走線,介電常數為3.8,將產生大約50.8 ohms。如果將此跡線減小到19mils,則特性阻抗將約為52.6歐姆,特性阻抗增加3.6%。而在同一材料中具有上下6mil接地的5mil帶狀線將產生大約50.35歐姆,但是??當減小1mil至4mil時,特性阻抗將約為56.1 ohm,增加11.5%。在完成某些設計時,沒有指定最終走線的特征阻抗,而是指定了最終寬度。在相同的過蝕刻方案中,減少100萬密耳的500萬跡線將使最終走線寬度減少20%,而減少100萬密耳的20密耳的跡線將減少寬度5%。

缺點

· 由于微帶傳輸線通常很寬,并且布設在電路板的表面,因此這意味著可用于組件放置的表面積將減少。這使得微帶對于空間幾乎總是非常寶貴的高密度混合技術設計沒有多大用處。

· 微帶傳輸線將比其他傳輸線類型輻射更多,這將是產品整體輻射EMI的主要貢獻者。

· 再次,由于來自微帶的輻射增加,因此串擾成為一個問題,因此需要提供與其他電路元件的間距增加,從而導致可用的布線密度降低。

· 微帶設計通常需要外部屏蔽,這會增加成本和復雜度。實際上,這已成為便攜式設備(如手機)設計中最重要的問題之一。許多產品的驅動力越來越小,因此越來越薄。這意味著屏蔽層將更靠近電路板表面,這將增加傳輸線每單位長度的電容,從而改變其阻抗。選擇使用微帶傳輸線和推導阻抗模型時,請謹慎考慮。如果走線需要穿過外部屏蔽壁,則可能需要將傳輸線寬度修改一小段距離,通常是通過一個“隧道”,該隧道通常比屏蔽罩的頂部更靠近板表面。

· 微帶特征阻抗將受到阻焊劑或其他表面涂層的影響。從一個制造商到另一個制造商,甚至從同一供應商的一個板到另一個板,這些涂層的應用都可能非常不一致,因此,這些涂層對表面微帶走線阻抗的影響非常未知。

· 小銘打樣SMT貼片加工廠微帶傳輸線是分散的,隨著頻率增加,會導致信號失真。

 

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