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組件產(chǎn)品設計規(guī)范組件產(chǎn)品設計規(guī)范目錄一般設計原則RF電路設計電源去藕設計信號隔直設計印制電路板設計材料選擇加工工藝電路版圖設計目錄一般設計原則一般設計原則產(chǎn)品應本著易于裝配、易于調(diào)試、易于檢驗、易于維修的原則進行設計;(尤其復雜組件,對有可靠性隱患的部位應專門設計,最好可單獨調(diào)試和篩選,并放置在易于拆換的部位)盡量使用簡單且成熟的電路形式進行設計,避免使用未經(jīng)驗證或驗證不充分的新設計、新工藝、新材料、新器件等;(標新立異是要承擔風險的,避免在復雜、昂貴、高質(zhì)量等級要求的產(chǎn)品中增加很大風險)設計中應考慮每個元器件的耐壓、電流、功耗要求,并考慮工作溫度范圍都要有足夠設計余量或采取保護措施;盡量減少飛線設計,注意避免飛線帶來的電磁干擾;有高隔離要求的組件要分別從結(jié)構、電路、饋電、接地等多方面考慮信號屏蔽和串擾抑制;批產(chǎn)產(chǎn)品的電路、元器件必須保持狀態(tài)穩(wěn)定,任何更改必須走程序并經(jīng)過充分的試驗驗證;充分利用設計軟件的檢查功能,提前發(fā)現(xiàn)設計隱患。一般設計原則產(chǎn)品應本著易于裝配、易于調(diào)試、易于檢驗、易于維修RF電路設計電源去藕設計濾波電容的選取見后面表中,需注意微波電路可能需要0603或更小規(guī)格的電容才能達到滿意的濾波效果;LC濾波對IF電路效果很好;LC濾波一般不用于微波電路,其對高頻干擾抑制效果較差,還可能會損壞GaAs器件;LC濾波一般不用于音視頻及數(shù)字電路,電感會由于電路電流的瞬時變化而產(chǎn)生更大干擾甚至自激;任何時候LC濾波都不建議采用鉭電容;VCO、飽和放大器及其它非線性電路非常容易受到電源干擾,而采用RC或RLC濾波的效果較好,尤其采用大容值鉭電容,甚至比線性穩(wěn)壓塊抑制噪聲和干擾的效果還好;DC-DC變換后一般采用大電感濾波,考慮可靠性其后面一般采用大容值片式電容而不用鉭電容,如果需要對電源紋波進行較高抑制,建議后接LDO(Lowdropoutvoltage低壓差線性穩(wěn)壓電路)穩(wěn)壓電路。RF電路設計電源去藕設計電源去藕設計使用環(huán)境第一去藕第二去藕第三去藕總電源輸入鉭電容,2倍最高電壓,容值大于10F/A0.1F1000pFEMI電容線性穩(wěn)壓電路輸出鉭電容,1.5倍最高電壓,容值大于10F/A0.1F一般不需要開關穩(wěn)壓電路輸出鉭電容,2倍最高電壓,容值大于30F/A0.1F2一般不需要數(shù)字電路音視頻電路0.1F一般不需要不需要線性電路微波小信號0.033F100pF一般不需要線性電路中頻小信號200MHz以下10H電感200MHz以上1H電感0.1F1000pF非線性電路如VCO等RC或RLC濾波網(wǎng)絡電容100F/A0.1F1000pF電源去藕設計使用環(huán)境第一去藕第二去藕第三去藕總電源輸入鉭電容RF電路設計信號隔直設計隔直電容不是越大越好,使用大容值隔直電容會使微波損耗增大,同時也更容易受到低頻干擾,隔直電容容值的選取見后面表中;超寬帶應用需注意電容的可使用上限頻率,如無法兼顧上下限頻率或有嚴格的高頻損耗要求,建議采用微波低損耗電容,普通電容上限使用頻率如下:

10nF≤1GHz

1nF≤10GHz10GHz以上隔直電容可選用小尺寸低感電容,為提高微波性能和可靠性還可以采用兩電容并聯(lián);隔直電容選擇一般應小于或等于電路中使用的同尺寸規(guī)格的電源去藕電容。RF電路設計信號隔直設計信號隔直設計信號最低頻率1MHz3MHz10MHz30MHz隔直電容選取33~100nF10~33nF3~10nF1~3nF信號最低頻率100MHz300MHz1GHz3GHz隔直電容選取300~1000pF100~300pF30~100pF10~30pF信號最低頻率10GHz15GHz隔直電容選取3~10pF06032~5pF0402信號隔直設計信號最低頻率1MHz3MHz10MHz30MHzRF電路設計輸入輸出接口的設計要求射頻輸入輸出端口不允許有直流輸出,電路的信號端口一般應加有隔直或低頻旁路;含有靜電敏感器件時,控制及信號端口不允許直接引出,控制端口必須有上(下)偏置或串聯(lián)RC濾波;在用戶未提出驅(qū)動能力要求時,控制信號接口設計也應考慮驅(qū)動能力,一般設計輸入信號對驅(qū)動電流要求應小于0.5mA,輸出信號驅(qū)動能力應大于1mA。RF電路設計輸入輸出接口的設計要求印制電路板材料選擇常用印制電路板材料環(huán)氧類電路板普通環(huán)氧電路板高頻環(huán)氧板FR4

(GJB2142名稱GF,介電常數(shù)4.2~4.9)聚四氟乙烯(PTFE)類電路板普通玻璃布編織加固PTFE電路板

GJB2142名稱GT,介電常數(shù)2.2~2.4

GJB2142名稱GX,介電常數(shù)2.4~2.6玻璃微纖維加固PTFE電路板,Rogers5880復合介質(zhì)類電路板PTFE陶瓷復合介質(zhì)有機物陶瓷復合介質(zhì),如Rogers4350、TMM系列印制電路板材料選擇常用印制電路板材料印制電路板材料選擇環(huán)氧類電路板特點:應用最廣泛,加工工藝成熟,成本低;可制作良好的表面焊接阻擋層,既提高焊接可靠性,又可保護非焊接導體表面;銅箔粘附性力強,表面光潔度好,加工精度高;硬度適中,柔韌性好,既有足夠的裝配強度,又具有良好的彈性,應力易于釋放;可以制作各種大小、厚度的單、雙、多層電路板;可以安裝所有類型的電子元器件;高頻性能差,隨著頻率升高損耗增大,象高頻FR4電路板,一般在4GHz以下使用,但如果對損耗要求不高,其使用頻率可到12GHz甚至更高;導熱性能一般;印制電路板首選環(huán)氧類電路板:FR4。印制電路板材料選擇環(huán)氧類電路板特點:印制電路板材料選擇聚四氟乙烯(PTFE)類電路板特點:PTFE具有優(yōu)異的微波及高頻性能,但純PTFE粘附性和強度均不能滿足要求,一般均需采用纖維布織進行強化普通PTFE板強化纖維較粗,影響表面光潔度和介質(zhì)均勻性,一般只能用到K波段,但象Rogers5880等采用玻璃微纖維強化結(jié)構,可以一直使用到毫米波頻率采用玻璃纖維強化的PTFE電路板可直接采用環(huán)氧板加工工藝制作,加工精度較高,是較低成本的微波電路板,但比環(huán)氧板價格高不少PTFE類電路板較柔軟,容易進行外形加工,但也易變形并對電路元器件產(chǎn)生應力,因此不適合制作大型和多層電路板,也不適合安裝集成電路PTFE類電路板沒有成熟的表面阻焊工藝,只適合制作低全分布參數(shù)的微波電路,尤其不適合安裝集成電路PTFE類電路板上的元件建議都應手工焊接;除了全分布參數(shù)電路,不要選擇PTFE類電路板。印制電路板材料選擇聚四氟乙烯(PTFE)類電路板特點:印制電路板材料選擇復合介質(zhì)電路板特點復合介質(zhì)是由陶瓷、有機樹脂等材料聚合而成,一般可分為含PTFE和不含PTFE復合介質(zhì);復合介質(zhì)電路板具有陶瓷基板的高頻特性和普通電路板的易加工特性,在S、C、X波段是陶瓷基板的較好替代品;RogersTMM系列復合介質(zhì)板具有表面光潔度好加工精度高的特點,非常適合加工分布參數(shù)電路,但其偏硬且較脆,受應力容易開裂,因此只能制作小型電路板;同時該電路板可以制作局部阻焊,可適應微波集成電路貼裝;Rogers4350系列復合介質(zhì)板具有與環(huán)氧相近的機械特性,工作頻率可達Ku波段,可以制作阻焊層,是高密度微波集成電路的良好載體;Rogers4350電路板由于可以與FR4板層壓制作多層板,是微波集成電路應用的首選電路板;TMM系列電路板制作小型分布參數(shù)電路,是制作小型微波電路模塊電路單元的首選電路板。印制電路板材料選擇復合介質(zhì)電路板特點印制電路板材料選擇印制電路板材料選擇印制電路板材料選擇印制電路板厚度的確認微波分布參數(shù)電路在設計時就已明確所需使用的電路板及厚度;厚度1.5mm的電路板最為常用,其具有較高的機械強度和耐沖擊振動能力,適合制作各種中型以下電路;厚度1mm的電路板適合于制作較小電路,是我們最常用的電路板厚度,但其不能安裝經(jīng)常插拔的接插件及大型插裝元件;厚度0.8mm的電路板適合制作小型全表面貼裝電路,一般不適合安裝To-8等插裝電路;厚度0.5mm及以下的電路板只適合于制作小型全表面貼裝工藝電路,一般不要兩面貼裝元件,電路板下盡量大面積緊貼在安裝盒體上;采用R4350和FR4兩種材料制作多層板時,建議電路板總厚度大于1.25mm,并且FR4材料總厚度必須大于R4350厚度2.5倍以上以避免電路板形變。印制電路板材料選擇印制電路板厚度的確認印制電路板加工工藝采用FR4、R4350的電路板,在有貼裝元件時,必須設計阻焊,其應作為今后設計及工藝評審的檢查項目;鍍金電路板上錫焊屬于有條件使用,為避免焊點脆化規(guī)定金層厚度小于2.5um,而壓焊金屬絲等要求大于2.5um,因此除非局部鍍金,壓焊金屬絲和錫焊兩種工藝不能同時使用;采用鍍金或沉金工藝的電路板與鍍鉛錫電路板相比,微波特性差別微乎其微,但卻成本高且工藝不易控制,除非必要(如需要鍵合、導電膠粘結(jié)等)一般不要采用鍍金或沉金電路板;對于多塊之間互連線較多的電路板,應盡可能采用多層板工藝設計成單一電路,降低裝配難度,提高可靠性和工藝效率;在專業(yè)部目前組件設計中,多層板建議按四層或六層板設計;多層板設計時厚度和材料盡可能對稱分布,制作R4350和FR4兩種材料非對稱多層板時,電路板厚度要大于1mm(或1.25mm),F(xiàn)R4材料總厚度要大于R4350厚度2.5倍以上,這樣才能有效避免電路板形變;表面已經(jīng)設計作為RF互連的多層板,一般不建議再在內(nèi)層布設RF連線,但也可以有少量短連接線。印制電路板加工工藝采用FR4、R4350的電路板,在有貼裝印制電路板加工工藝電路阻焊層加入阻焊層可大幅提高電路可靠性改善焊接質(zhì)量,避免焊料流散造成焊料偏少,尤其回流焊接有效避免出現(xiàn)連焊、造成短路大幅降低了錫珠等多余物存在的概率內(nèi)部多余物、缺焊、連焊、虛焊等缺陷在鏡檢時都非常容易被檢查發(fā)現(xiàn)加入阻焊層后電路內(nèi)部美觀度大大提高加入阻焊層可大幅提高批生產(chǎn)裝配和調(diào)試效率加入阻焊層有助于工藝人員及時發(fā)現(xiàn)設計師的設計錯誤和缺陷并提出修改建議阻焊層可一定程度上起到絕緣作用印制電路板加工工藝電路阻焊層印制電路板加工工藝-多層板印制電路板加工工藝-多層板印制電路板加工工藝-四層板四層板功能設計Top層:貼裝RF電路,一般作為RF互連層,必須設計阻焊;Mid1層:使用Plane層,網(wǎng)絡連接到Gnd;Mid2層:使用Layer層,作為控制、電源及音視頻信號的主布線互連層;Bottom層:安裝RF插裝元件,貼裝控制電路,作為安裝面時必須有大面積接地面,同時作為控制、電源及音視頻信號的輔助布線互連層,根據(jù)需要局部設計阻焊;四層板互連工藝方法一:Top-Mid1,Top-Mid2,Top-Mid2-Bottom;

工藝:兩次層壓,三次鉆孔及金屬化

特點:RF性能較好,抗干擾能力強,是最常用的設計方法二:Top-Mid1,Mid2-Bottom,Top-Mid2-Bottom;

工藝:一次層壓,三次鉆孔及金屬化

特點:適合僅少量RF電路,需要實現(xiàn)復雜的控制互連的電路方法三:Top-Mid2,Top-Mid2-Bottom;

工藝:兩次層壓,兩次鉆孔及金屬化

特點:工藝簡單,但RF接地效果一般,適合復雜中頻電路印制電路板加工工藝-四層板四層板功能設計印制電路板加工工藝-六層板六層板設計Top層:貼裝RF電路,作為RF互連層,必須設計阻焊;Mid1層:使用Plane層,網(wǎng)絡連接到Gnd;Mid2層:使用Layer層,作為控制、電源及視頻信號的主布線互連層;Mid3層:使用Layer層,作為控制、電源及視頻信號的主布線互連層;Mid4層:使用Plane層,網(wǎng)絡連接到Gnd;Bottom層:貼裝RF電路,作為第二RF互連層,必須設計阻焊;六層板互連工藝Top-Mid1,Top-Mid2,Bottom-Mid4,Bottom-Mid3,

Top-Mid2-Mid2-Bottom;三次層壓,五次鉆孔及金屬化;雙面RF互連,可實現(xiàn)高密度RF電路微型化設計。印制電路板加工工藝-六層板六層板設計印制電路板加工工藝-外形要求合理設計電路板的大小和長寬比貼裝元件電路板,最大長度要小于H×200,H是以mm為單位的厚度,例如厚度1mm的電路板制作的電路其最大尺寸不得超過200mm;貼裝元件電路板,其長寬比要小于H×12,H是以mm為單位的厚度,例如厚度1mm時長寬比要小于12,其它可依此類推,長寬比超標時需要裁分電路板;避免安裝修板為避免安裝修板,電路板一般采用留邊縫設計(縮邊);環(huán)氧類電路板外邊安裝至少縮進0.25mm,推薦0.5mm;較硬的復合介質(zhì)板為保證微波性能,在RF連接邊一般不能留較大邊縫,邊縫一般設計在0.1~0.25mm,為能夠方便安裝,一般應在非RF連接邊設計1mm以上的安裝縫隙;必須緊貼盒壁的軟質(zhì)微波電路板,可以在RF連接邊不設計邊縫,但最好在非RF連接邊設計1mm以上的安裝縫隙;電路板四周倒角處理可以避免電路板修角。印制電路板加工工藝-外形要求合理設計電路板的大小和長寬比印制電路板加工工藝-外形要求不規(guī)則外形電路板設計時的處理電路板設計絕對禁止出現(xiàn)銳角;可采用切掉一定長度電路板的方法修掉銳角無固定的小凸伸條,長寬比必須小于1.5;不規(guī)則外形的任何部分的長寬比都應按正常電路長寬比的一半設計;盡可能減少電路板挖孔,尤其避免在電路板上挖復雜形狀孔;不規(guī)則外形及電路板挖孔一般應用環(huán)氧板材;可能時用多塊電路板代替不規(guī)則外形電路板;電路板不規(guī)則外形拐彎處應設計安裝固定螺釘。印制電路板加工工藝-外形要求不規(guī)則外形電路板設計時的處理印制電路板電路版圖設計設計良好的印制線路板首先其電路圖形就應給人賞心悅目的視覺效果;電路板上各功能單元均勻分布,各功能單元內(nèi)元器件緊湊布局,不應同時有非常擁擠和空閑的區(qū)域;電路板上的電氣連接盡量采用連線,采用矩形填充的連接必須均勻連續(xù)、過渡平滑、間距均勻,矩形填充連接一般不要用于集成電路管腳焊盤與其它元件間的連接;電路板上互連走線應平直,間距均勻?qū)ΨQ,寬度相同或接近的連線要以統(tǒng)一的方式處理彎角;養(yǎng)成打開捕捉網(wǎng)格繪制版圖的習慣,并根據(jù)需要實時修改最小步進,這樣可以網(wǎng)格步進均勻的繪制圖形。印制電路板電路版圖設計設計良好的印制線路板首先其電路圖形就應印制電路板電路版圖設計采用表貼元件的電路板都應設計阻焊層;養(yǎng)成良好的設計習慣,避免版圖設計的隨意性,在電路版圖設計中放置好所有需要的元器件,并適當加入冗余元件以供調(diào)試或檢測使用;精心設計和修改元器件版圖庫并隨時更新,元器件焊盤尺寸和位置要精確,經(jīng)常觀察制作完成的電路中焊盤與元件的匹配情況;信號連接盡量使用Line或Track,除了需要精確設計的微帶線等分布電路,不要使用多個Fill進行連接;信號連線從焊盤到焊盤(或過孔),除非線很長,盡量不要有無焊盤或過孔的三岔路口或十字路口。印制電路板電路版圖設計采用表貼元件的電路板都應設計阻焊層;印制電路板電路版圖設計片式電阻、電容元件禁止疊焊和立焊;避免元件間相連管腳電路焊盤過近引起焊接連焊,造成元件應力累加;尤其是片式電容,禁止在軸向(電極連接方向)與其它元件出現(xiàn)連焊;多個相同元件焊盤并排相連,回流焊接時會導致元件間殘留錫珠,因此不允許并排貼裝焊接,只允許作為調(diào)試點手工焊接;硬線禁止搭焊在其它元件焊盤上;表面貼裝焊盤一般不得與過孔重疊或距離過近,以免造成元件管腳不爬錫;仔細檢查輸入、輸出、連接等接口位置設計準確,避免元件、連接點偏離焊盤在可能的情況下盡量減少飛線。印制電路板電路版圖設計片式電阻、電容元件禁止疊焊和立焊;印制電路電氣特性圖形刻蝕精度:考慮目前供貨廠家,暫定為0.1mm最小圖形寬度要大于2.5倍刻蝕精度(且大于0.13mm)最小圖形間隙應大于2倍刻蝕精度(且大于0.13mm)最小圖形間隙推薦設計(未考慮耐壓)最小值一般設計推薦線與線:0.2mm

0.5mm線與大面積地:0.25mm

0.5mm焊盤與其它圖形:0.25mm

0.5mm安裝孔與其它圖形:0.4mm

0.5mm安裝孔與焊盤:0.5mm

1.0mm無阻焊電路板:以上間距+0.2mm印制電路電氣特性圖形刻蝕精度:考慮目前供貨廠家,暫定為0.1印制電路電氣特性圖形寬度設計圖形寬度最小0.25mm,一般設計推薦0.35~0.5mm有電流能力要求時在滿足電流容量上再加1倍刻蝕精度值射頻信號線還要滿足特性阻抗要求無電流要求的控制信號線應盡量采用細線印制線路電流密度容量銅箔厚度1/2oz電路板電流承受能力

條寬0.3mm

0.5mm

0.8mm

1.2mm

1.6mm

電流0.8A

1.0A

1.2A

1.4A

2.0A實際設計還需考慮降額,建議條寬加倍,一般按1A/mm功放等大電流電路設計時宜采用1、2oz厚銅箔板材印制電路電氣特性圖形寬度設計印制電路電氣特性-金屬化過孔微波接地孔采用小孔徑、多數(shù)量以提高微波接地效果;外環(huán)直徑必須大于內(nèi)孔直徑0.25mm以上電路板安裝孔外環(huán)直徑必須大于墊圈外徑0.5mm以上內(nèi)孔直徑比螺釘直徑大0.3~0.6mm信號互連孔外環(huán)直徑必須大于內(nèi)孔直徑0.4mm以上導通電阻有離散性,多個金屬化孔可提高可靠性,但電流能力并不能大幅提高,電流超過1A推薦使用實心孔。插裝元件焊盤孔一般采用標準庫,外環(huán)直徑必須大于內(nèi)孔直徑0.5mm以上To-8等金屬管殼插裝器件,其孔徑應按0.8mm設計;穿線孔外環(huán)直徑必須大于內(nèi)孔直徑0.25mm以上推薦使用設計印制電路電氣特性-金屬化過孔微波接地孔印制電路電氣特性-金屬化過孔孔直徑金屬環(huán)直徑使用范圍接地孔推薦設計0.8mm1.2mm中頻及低頻電路0.5mm0.8mm微波電路(f1GHz)0.35mm0.6mm僅針對有腹部焊盤接地元件信號孔推薦設計0.5mm1mm0.8mm1.3mm安裝孔推薦設計2.5mm4.5mmM2安裝螺釘2.0mm3.5mmM1.6安裝螺釘印制電路電氣特性-金屬化過孔孔直徑金屬環(huán)直徑使用范圍接地孔推電路板使用及設計的典型問題聚四氟電路板雙面不正確安裝元件背面安裝TO-8器件,其邊緣正面位置存在表貼元件

結(jié)果:應力釋放不均,正面位置表貼元件受損背面安裝TO-8器件頂緊,附近存在表貼元件

結(jié)果:電路板變形,鄰近的表貼元件受損背面TO-8周圈大面積接地焊接

結(jié)果:周圍表貼元件熱應力損傷To-8等金屬管殼插裝器件,一般不適合在聚四氟板或厚度小于1mm的其它電路板上焊接,尤其對批生產(chǎn)及高可靠產(chǎn)品需要考慮電路板使用及設計的典型問題聚四氟電路板雙面不正確安裝元件電路板使用及設計的典型問題電路板外形不合理,長寬比過大或在較薄的電路板上焊接大型元件結(jié)果:電路板回流焊接時變形,表貼元件受損

選用厚的電路板或?qū)㈦娐钒宸指畛啥鄩K電路板使用及設計的典型問題電路板外形不合理,長寬比過大或在較電路板使用及設計的典型問題圖形繪制不規(guī)范,電路板裝配位置偏差結(jié)果:

盒體螺釘孔與電路板孔位置未對正無法安裝

輸入輸出接頭位置偏差超出規(guī)范要求大量電路修板或返工,大幅增加工作量,原材料浪費,降低產(chǎn)品可靠性養(yǎng)成良好的繪制版圖習慣,使用繪圖網(wǎng)格及圖形捕捉等功能精確繪制圖形電路板使用及設計的典型問題圖形繪制不規(guī)范,電路板裝配位置偏差電路板使用及設計的典型問題引線過孔金屬環(huán)設計過小螺釘安裝后與附件圖形距離過近,存在短路隱患結(jié)果:

加工精度要求提高,實現(xiàn)批生產(chǎn)時經(jīng)常出現(xiàn)孔連接故障合理設計金屬化連接孔電路板使用及設計的典型問題引線過孔金屬環(huán)設計過小組件產(chǎn)品設計規(guī)范組件產(chǎn)品設計規(guī)范目錄一般設計原則RF電路設計電源去藕設計信號隔直設計印制電路板設計材料選擇加工工藝電路版圖設計目錄一般設計原則一般設計原則產(chǎn)品應本著易于裝配、易于調(diào)試、易于檢驗、易于維修的原則進行設計;(尤其復雜組件,對有可靠性隱患的部位應專門設計,最好可單獨調(diào)試和篩選,并放置在易于拆換的部位)盡量使用簡單且成熟的電路形式進行設計,避免使用未經(jīng)驗證或驗證不充分的新設計、新工藝、新材料、新器件等;(標新立異是要承擔風險的,避免在復雜、昂貴、高質(zhì)量等級要求的產(chǎn)品中增加很大風險)設計中應考慮每個元器件的耐壓、電流、功耗要求,并考慮工作溫度范圍都要有足夠設計余量或采取保護措施;盡量減少飛線設計,注意避免飛線帶來的電磁干擾;有高隔離要求的組件要分別從結(jié)構、電路、饋電、接地等多方面考慮信號屏蔽和串擾抑制;批產(chǎn)產(chǎn)品的電路、元器件必須保持狀態(tài)穩(wěn)定,任何更改必須走程序并經(jīng)過充分的試驗驗證;充分利用設計軟件的檢查功能,提前發(fā)現(xiàn)設計隱患。一般設計原則產(chǎn)品應本著易于裝配、易于調(diào)試、易于檢驗、易于維修RF電路設計電源去藕設計濾波電容的選取見后面表中,需注意微波電路可能需要0603或更小規(guī)格的電容才能達到滿意的濾波效果;LC濾波對IF電路效果很好;LC濾波一般不用于微波電路,其對高頻干擾抑制效果較差,還可能會損壞GaAs器件;LC濾波一般不用于音視頻及數(shù)字電路,電感會由于電路電流的瞬時變化而產(chǎn)生更大干擾甚至自激;任何時候LC濾波都不建議采用鉭電容;VCO、飽和放大器及其它非線性電路非常容易受到電源干擾,而采用RC或RLC濾波的效果較好,尤其采用大容值鉭電容,甚至比線性穩(wěn)壓塊抑制噪聲和干擾的效果還好;DC-DC變換后一般采用大電感濾波,考慮可靠性其后面一般采用大容值片式電容而不用鉭電容,如果需要對電源紋波進行較高抑制,建議后接LDO(Lowdropoutvoltage低壓差線性穩(wěn)壓電路)穩(wěn)壓電路。RF電路設計電源去藕設計電源去藕設計使用環(huán)境第一去藕第二去藕第三去藕總電源輸入鉭電容,2倍最高電壓,容值大于10F/A0.1F1000pFEMI電容線性穩(wěn)壓電路輸出鉭電容,1.5倍最高電壓,容值大于10F/A0.1F一般不需要開關穩(wěn)壓電路輸出鉭電容,2倍最高電壓,容值大于30F/A0.1F2一般不需要數(shù)字電路音視頻電路0.1F一般不需要不需要線性電路微波小信號0.033F100pF一般不需要線性電路中頻小信號200MHz以下10H電感200MHz以上1H電感0.1F1000pF非線性電路如VCO等RC或RLC濾波網(wǎng)絡電容100F/A0.1F1000pF電源去藕設計使用環(huán)境第一去藕第二去藕第三去藕總電源輸入鉭電容RF電路設計信號隔直設計隔直電容不是越大越好,使用大容值隔直電容會使微波損耗增大,同時也更容易受到低頻干擾,隔直電容容值的選取見后面表中;超寬帶應用需注意電容的可使用上限頻率,如無法兼顧上下限頻率或有嚴格的高頻損耗要求,建議采用微波低損耗電容,普通電容上限使用頻率如下:

10nF≤1GHz

1nF≤10GHz10GHz以上隔直電容可選用小尺寸低感電容,為提高微波性能和可靠性還可以采用兩電容并聯(lián);隔直電容選擇一般應小于或等于電路中使用的同尺寸規(guī)格的電源去藕電容。RF電路設計信號隔直設計信號隔直設計信號最低頻率1MHz3MHz10MHz30MHz隔直電容選取33~100nF10~33nF3~10nF1~3nF信號最低頻率100MHz300MHz1GHz3GHz隔直電容選取300~1000pF100~300pF30~100pF10~30pF信號最低頻率10GHz15GHz隔直電容選取3~10pF06032~5pF0402信號隔直設計信號最低頻率1MHz3MHz10MHz30MHzRF電路設計輸入輸出接口的設計要求射頻輸入輸出端口不允許有直流輸出,電路的信號端口一般應加有隔直或低頻旁路;含有靜電敏感器件時,控制及信號端口不允許直接引出,控制端口必須有上(下)偏置或串聯(lián)RC濾波;在用戶未提出驅(qū)動能力要求時,控制信號接口設計也應考慮驅(qū)動能力,一般設計輸入信號對驅(qū)動電流要求應小于0.5mA,輸出信號驅(qū)動能力應大于1mA。RF電路設計輸入輸出接口的設計要求印制電路板材料選擇常用印制電路板材料環(huán)氧類電路板普通環(huán)氧電路板高頻環(huán)氧板FR4

(GJB2142名稱GF,介電常數(shù)4.2~4.9)聚四氟乙烯(PTFE)類電路板普通玻璃布編織加固PTFE電路板

GJB2142名稱GT,介電常數(shù)2.2~2.4

GJB2142名稱GX,介電常數(shù)2.4~2.6玻璃微纖維加固PTFE電路板,Rogers5880復合介質(zhì)類電路板PTFE陶瓷復合介質(zhì)有機物陶瓷復合介質(zhì),如Rogers4350、TMM系列印制電路板材料選擇常用印制電路板材料印制電路板材料選擇環(huán)氧類電路板特點:應用最廣泛,加工工藝成熟,成本低;可制作良好的表面焊接阻擋層,既提高焊接可靠性,又可保護非焊接導體表面;銅箔粘附性力強,表面光潔度好,加工精度高;硬度適中,柔韌性好,既有足夠的裝配強度,又具有良好的彈性,應力易于釋放;可以制作各種大小、厚度的單、雙、多層電路板;可以安裝所有類型的電子元器件;高頻性能差,隨著頻率升高損耗增大,象高頻FR4電路板,一般在4GHz以下使用,但如果對損耗要求不高,其使用頻率可到12GHz甚至更高;導熱性能一般;印制電路板首選環(huán)氧類電路板:FR4。印制電路板材料選擇環(huán)氧類電路板特點:印制電路板材料選擇聚四氟乙烯(PTFE)類電路板特點:PTFE具有優(yōu)異的微波及高頻性能,但純PTFE粘附性和強度均不能滿足要求,一般均需采用纖維布織進行強化普通PTFE板強化纖維較粗,影響表面光潔度和介質(zhì)均勻性,一般只能用到K波段,但象Rogers5880等采用玻璃微纖維強化結(jié)構,可以一直使用到毫米波頻率采用玻璃纖維強化的PTFE電路板可直接采用環(huán)氧板加工工藝制作,加工精度較高,是較低成本的微波電路板,但比環(huán)氧板價格高不少PTFE類電路板較柔軟,容易進行外形加工,但也易變形并對電路元器件產(chǎn)生應力,因此不適合制作大型和多層電路板,也不適合安裝集成電路PTFE類電路板沒有成熟的表面阻焊工藝,只適合制作低全分布參數(shù)的微波電路,尤其不適合安裝集成電路PTFE類電路板上的元件建議都應手工焊接;除了全分布參數(shù)電路,不要選擇PTFE類電路板。印制電路板材料選擇聚四氟乙烯(PTFE)類電路板特點:印制電路板材料選擇復合介質(zhì)電路板特點復合介質(zhì)是由陶瓷、有機樹脂等材料聚合而成,一般可分為含PTFE和不含PTFE復合介質(zhì);復合介質(zhì)電路板具有陶瓷基板的高頻特性和普通電路板的易加工特性,在S、C、X波段是陶瓷基板的較好替代品;RogersTMM系列復合介質(zhì)板具有表面光潔度好加工精度高的特點,非常適合加工分布參數(shù)電路,但其偏硬且較脆,受應力容易開裂,因此只能制作小型電路板;同時該電路板可以制作局部阻焊,可適應微波集成電路貼裝;Rogers4350系列復合介質(zhì)板具有與環(huán)氧相近的機械特性,工作頻率可達Ku波段,可以制作阻焊層,是高密度微波集成電路的良好載體;Rogers4350電路板由于可以與FR4板層壓制作多層板,是微波集成電路應用的首選電路板;TMM系列電路板制作小型分布參數(shù)電路,是制作小型微波電路模塊電路單元的首選電路板。印制電路板材料選擇復合介質(zhì)電路板特點印制電路板材料選擇印制電路板材料選擇印制電路板材料選擇印制電路板厚度的確認微波分布參數(shù)電路在設計時就已明確所需使用的電路板及厚度;厚度1.5mm的電路板最為常用,其具有較高的機械強度和耐沖擊振動能力,適合制作各種中型以下電路;厚度1mm的電路板適合于制作較小電路,是我們最常用的電路板厚度,但其不能安裝經(jīng)常插拔的接插件及大型插裝元件;厚度0.8mm的電路板適合制作小型全表面貼裝電路,一般不適合安裝To-8等插裝電路;厚度0.5mm及以下的電路板只適合于制作小型全表面貼裝工藝電路,一般不要兩面貼裝元件,電路板下盡量大面積緊貼在安裝盒體上;采用R4350和FR4兩種材料制作多層板時,建議電路板總厚度大于1.25mm,并且FR4材料總厚度必須大于R4350厚度2.5倍以上以避免電路板形變。印制電路板材料選擇印制電路板厚度的確認印制電路板加工工藝采用FR4、R4350的電路板,在有貼裝元件時,必須設計阻焊,其應作為今后設計及工藝評審的檢查項目;鍍金電路板上錫焊屬于有條件使用,為避免焊點脆化規(guī)定金層厚度小于2.5um,而壓焊金屬絲等要求大于2.5um,因此除非局部鍍金,壓焊金屬絲和錫焊兩種工藝不能同時使用;采用鍍金或沉金工藝的電路板與鍍鉛錫電路板相比,微波特性差別微乎其微,但卻成本高且工藝不易控制,除非必要(如需要鍵合、導電膠粘結(jié)等)一般不要采用鍍金或沉金電路板;對于多塊之間互連線較多的電路板,應盡可能采用多層板工藝設計成單一電路,降低裝配難度,提高可靠性和工藝效率;在專業(yè)部目前組件設計中,多層板建議按四層或六層板設計;多層板設計時厚度和材料盡可能對稱分布,制作R4350和FR4兩種材料非對稱多層板時,電路板厚度要大于1mm(或1.25mm),F(xiàn)R4材料總厚度要大于R4350厚度2.5倍以上,這樣才能有效避免電路板形變;表面已經(jīng)設計作為RF互連的多層板,一般不建議再在內(nèi)層布設RF連線,但也可以有少量短連接線。印制電路板加工工藝采用FR4、R4350的電路板,在有貼裝印制電路板加工工藝電路阻焊層加入阻焊層可大幅提高電路可靠性改善焊接質(zhì)量,避免焊料流散造成焊料偏少,尤其回流焊接有效避免出現(xiàn)連焊、造成短路大幅降低了錫珠等多余物存在的概率內(nèi)部多余物、缺焊、連焊、虛焊等缺陷在鏡檢時都非常容易被檢查發(fā)現(xiàn)加入阻焊層后電路內(nèi)部美觀度大大提高加入阻焊層可大幅提高批生產(chǎn)裝配和調(diào)試效率加入阻焊層有助于工藝人員及時發(fā)現(xiàn)設計師的設計錯誤和缺陷并提出修改建議阻焊層可一定程度上起到絕緣作用印制電路板加工工藝電路阻焊層印制電路板加工工藝-多層板印制電路板加工工藝-多層板印制電路板加工工藝-四層板四層板功能設計Top層:貼裝RF電路,一般作為RF互連層,必須設計阻焊;Mid1層:使用Plane層,網(wǎng)絡連接到Gnd;Mid2層:使用Layer層,作為控制、電源及音視頻信號的主布線互連層;Bottom層:安裝RF插裝元件,貼裝控制電路,作為安裝面時必須有大面積接地面,同時作為控制、電源及音視頻信號的輔助布線互連層,根據(jù)需要局部設計阻焊;四層板互連工藝方法一:Top-Mid1,Top-Mid2,Top-Mid2-Bottom;

工藝:兩次層壓,三次鉆孔及金屬化

特點:RF性能較好,抗干擾能力強,是最常用的設計方法二:Top-Mid1,Mid2-Bottom,Top-Mid2-Bottom;

工藝:一次層壓,三次鉆孔及金屬化

特點:適合僅少量RF電路,需要實現(xiàn)復雜的控制互連的電路方法三:Top-Mid2,Top-Mid2-Bottom;

工藝:兩次層壓,兩次鉆孔及金屬化

特點:工藝簡單,但RF接地效果一般,適合復雜中頻電路印制電路板加工工藝-四層板四層板功能設計印制電路板加工工藝-六層板六層板設計Top層:貼裝RF電路,作為RF互連層,必須設計阻焊;Mid1層:使用Plane層,網(wǎng)絡連接到Gnd;Mid2層:使用Layer層,作為控制、電源及視頻信號的主布線互連層;Mid3層:使用Layer層,作為控制、電源及視頻信號的主布線互連層;Mid4層:使用Plane層,網(wǎng)絡連接到Gnd;Bottom層:貼裝RF電路,作為第二RF互連層,必須設計阻焊;六層板互連工藝Top-Mid1,Top-Mid2,Bottom-Mid4,Bottom-Mid3,

Top-Mid2-Mid2-Bottom;三次層壓,五次鉆孔及金屬化;雙面RF互連,可實現(xiàn)高密度RF電路微型化設計。印制電路板加工工藝-六層板六層板設計印制電路板加工工藝-外形要求合理設計電路板的大小和長寬比貼裝元件電路板,最大長度要小于H×200,H是以mm為單位的厚度,例如厚度1mm的電路板制作的電路其最大尺寸不得超過200mm;貼裝元件電路板,其長寬比要小于H×12,H是以mm為單位的厚度,例如厚度1mm時長寬比要小于12,其它可依此類推,長寬比超標時需要裁分電路板;避免安裝修板為避免安裝修板,電路板一般采用留邊縫設計(縮邊);環(huán)氧類電路板外邊安裝至少縮進0.25mm,推薦0.5mm;較硬的復合介質(zhì)板為保證微波性能,在RF連接邊一般不能留較大邊縫,邊縫一般設計在0.1~0.25mm,為能夠方便安裝,一般應在非RF連接邊設計1mm以上的安裝縫隙;必須緊貼盒壁的軟質(zhì)微波電路板,可以在RF連接邊不設計邊縫,但最好在非RF連接邊設計1mm以上的安裝縫隙;電路板四周倒角處理可以避免電路板修角。印制電路板加工工藝-外形要求合理設計電路板的大小和長寬比印制電路板加工工藝-外形要求不規(guī)則外形電路板設計時的處理電路板設計絕對禁止出現(xiàn)銳角;可采用切掉一定長度電路板的方法修掉銳角無固定的小凸伸條,長寬比必須小于1.5;不規(guī)則外形的任何部分的長寬比都應按正常電路長寬比的一半設計;盡可能減少電路板挖孔,尤其避免在電路板上挖復雜形狀孔;不規(guī)則外形及電路板挖孔一般應用環(huán)氧板材;可能時用多塊電路板代替不規(guī)則外形電路板;電路板不規(guī)則外形拐彎處應設計安裝固定螺釘。印制電路板加工工藝-外形要求不規(guī)則外形電路板設計時的處理印制電路板電路版圖設計設計良好的印制線路板首先其電路圖形就應給人賞心悅目的視覺效果;電路板上各功能單元均勻分布,各功能單元內(nèi)元器件緊湊布局,不應同時有非常擁擠和空閑的區(qū)域;電路板上的電氣連接盡量采用連線,采用矩形填充的連接必須均勻連續(xù)、過渡平滑、間距均勻,矩形填充連接一般不要用于集成電路管腳焊盤與其它元件間的連接;電路板上互連走線應平直,間距均勻?qū)ΨQ,寬度相同或接近的連線要以統(tǒng)一的方式處理彎角;養(yǎng)成打開捕捉網(wǎng)格繪制版圖的習慣,并根據(jù)需要實時修改最小步進,這樣可以網(wǎng)格步進均勻的繪制圖形。印制電路板電路版圖設計設計良好的印制線路板首先其電路圖形就應印制電路板電路版圖設計采用表貼元件的電路板都應設計阻焊層;養(yǎng)成良好的設計習慣,避免版圖設計的隨意性,在電路版圖設計中放置好所有需要的元器件,并適當加入冗余元件以供調(diào)試或檢測使用;精心設計和修改元器件版圖庫并隨時更新,元器件焊盤尺寸和位置要精確,經(jīng)常觀察制作完成的電路中焊盤與元件的匹配情況;信號連接盡量使用Line或Track,除了需要精確設計的微帶線等分布電路,不要使用多個Fill進行連接;信號連線從焊盤到焊盤(或過孔),除非線很長,盡量不要有無焊盤或過孔的三岔路口或十字路口。印制電路板電路版圖設計采用表貼元件的電路板都應設計阻焊層;印制電路板電路版圖設計片式電阻、電容元件禁止疊焊和立焊;避免元件間相連管腳電路焊盤過近引起焊接連焊,造成元件應力累加;尤其是片式電容,禁止在軸向(電極連接方向)與其它元件出現(xiàn)連焊;多個相同元件焊盤并排相連,回流焊接時會導致元件間殘留錫珠,因此不允許并排貼裝焊接,只允許作為調(diào)試點手工焊接;硬線禁止搭焊在其它元件焊盤上;表面貼裝焊盤一般不得與過孔重疊或距離過近,以免造成元件管腳不爬錫;仔細檢查輸入、輸出、連接等接口位置設計準確,避免元件、連接點偏離焊盤在可能的情況下盡量減少飛線。印制電路板電路版圖設計片式電阻、電容元件禁止疊焊和立焊;印制電路電氣特性圖形刻蝕精度:考慮目前供貨廠家,暫定為0.1mm最小圖形寬度要大于2.5倍刻蝕精度(且大于0.13mm)最小圖形間隙應大于2倍刻蝕精度(且大于0.13mm)最小圖形間隙推薦設計(未考慮耐壓)

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