高频布线工艺和PCB板选材

摘要：本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析，给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案，进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。

关键字：PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号

近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出，信息处理高速化、无线模拟前端模块化，这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求，另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。

如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数（εr变化误差在±1-2％间）、低的介电损耗（0.005以下）。具体到手机的PCB板材，还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。为了挑战日益激烈的市场竞争，电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。

目前可供选用的板材很多，有代表性的常用板材有：环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如：卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材；微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同，如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头（500MHz以下）。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压，所以得到广泛应用。

下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析，给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案，总结了高频信号PCB设计要点，供广大电子工程师参考。

1微带传输线传输特性

板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子（介质损耗角正切）tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。其中介电常数εr、损耗因子是主要参数。

高速数据信号或高频信号传输常用到微带线（Microstrip Line），由附着在介质基片两边的导带和导体

接地板构成，且导带一部分

暴露在空气中，信号在介质

基片和空气这两种介质中传播引起传输相速不等会

产生辐射分量、如果合理选

用微带尺寸这种分量很小。 

1. 刚开始画PCB的时候 请不要按照普通信号线来布置你的高频走线, 和芯片厂商获取参考设计才是正途. 一般的芯片数据手册或者相关的的手册是会有高频部分的走线参考的.

2. 高频线路对阻抗匹配以及走线 是非常在意的.可过可以的话,可以按照厂商的参考设计一模一样的制作.毕竟厂商的设计经过了较全面的计算.

3. 高频走线旁边 不要放置晶振.高频影响高频,这是个常识,尽量放远一点.当然其他的信号线也不要太接近高频线,高频对低频也是有影响的.

4. 高频走线旁边安置过孔,有效的提高信号质量.高频本身的应该需要一个屏蔽罩或屏蔽层的,但是电路板走线的时候就无法提供屏蔽罩了,这时候只能利用PCB本身来制作一个屏蔽层,过孔可以理解为那个屏蔽层,下面的地是另外一层.上面的可能无法增加屏蔽了,因为要裸露出来进行调试.

5. 整个高频部分 可以多打点过孔增加地的连通性.地覆铜对高频走线影响还是很大的,如果没走好,电源或者其他信号线会出现100k-300K的干扰信号.

6. 记得不要把地隔开,至少保证一面的地是一个完整的地.保证有一面的地可以全部覆铜,不要有信号线将其隔开.

7. 布局的合理与否直接影响到产品的寿命、稳定性、EMC（电磁兼容）等，必须从电路板的整体布局、布线的可通性和PCB抄板的可制造性、机械结构、散热、EMI（电磁干扰）、可靠性、信号的完整性等方面综合考虑。

8. 自动布局几乎每个软件都有,但是作为一个PCB工程师,你应该抛弃他. 自己进行布局能更有效更合理的进行PCB制作.

9. 一般先放置与机械尺寸有关的固定位置的元器件，再放置特殊的和较大的元器件，最后放置小元器件。同时，要兼顾布线方面的要求，高频元器件的放置要尽量紧凑，信号线的布线才能尽可能短，从而降低信号线的交叉干扰等。

10. 无论是原理图的绘制，还是PCB的抄板设计，都应当从其所在的高频工作环境去考虑，才能够设计出较为理想的PCB抄板。

11. 原件一般不要太靠近边缘,最好留个 3-5mm.电源插座、开关、PCB抄板之间的接口、指示灯等都是与机械尺寸有关的定位插件。通常，电源与PCB之间的接口放到PCB的边缘处，并与 PCB边缘要有3mm～5mm的间距；发光二极管应根据需要准确地放置；开关和一些微调元器件，如可调电感、可调电阻等应放置在靠近PCB边缘的位置，以便于调整和连接；需要经常更换的元器件必须放置在器件比较少的位置，以易于更换。