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1、内部公开内部公开内部公开内部公开印制电路板设计规范工艺性要求（仅适用射频板）Q/ZX 04.100.12-2004I内部公开目目次次前言 II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14印制板基板.35PCB 设计基本工艺要求.56拼板设计.67射频元器件的选用原则.78射频板布局设计.79射频板布线设计.910射频 PCB 设计的 EMC.1411射频板 ESD 工艺.1812表面贴装元件的焊盘设计.1913射频板阻焊层设计.19附录 A.21附录 B.23附录 C.24附录 D.27附录 E.31附录 F.32附录 G.33附录 H.39前前言言 Q/ZX 04.100.12-2004
2、1内部公开1范围本标准规定了射频电路板设计应遵守的基本工艺要求。本标准适用于射频电路板的 PCB 设计。2规范性引用文件IPC-SM-782Surface Mount Design and Land Pattern StandardIPC 2252-2002Design Guide for RF-Microwave Circuit Boards3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1微波Microwaves微波是电磁波按频谱划分的定义,是指波长从1m至0.1mm范围内的电磁波,其相应的频率从0.3GHz至3000GHz。这段电磁频谱包括分米波(频率从0.3GHz至3GHz)厘米波(频率从
3、3GHz至30GHz)毫米波(频率从30GHz至300GHz)和亚毫米波(频率从300GHz至3000GHz,有些文献中微波定义不含此段)四个波段（含上限，不含下限）。具有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性五大特点。3.2射频RF(Radio Frequency)射频是电磁波按应用划分的定义,专指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。频率范围定义比较混乱，资料中有30MHz至3GHz,也有300MHz至40GHz,与微波有重叠;另有一种按频谱划分的定义,是指波长从1兆m至1m范围内的电磁波,其相应的频率从30Hz至300MHz；射频（RF）与微波的频率界限比较模糊，并且随着器件技术和设计
4、方法的进步还有所变化。3.3射频 PCB 及其特点考虑PCB设计的特殊性,主要考虑PCB上传输线的电路模型。由于传输线采用集总参数电路模型和分布参数电路模型的分界线可认为是l/0.05.(其中,l是几何长度；是工作波长).在本规范中定义射频链路指传输线结构采用分布参数模型的模拟信号电路。PCB线长很少超过50cm,故最低考虑30MHz频率的模拟信号即可；由于超过3G通常认为是纯微波,可以考虑倒此为止；考虑生产工艺元件间距可达0.5mm，最高频率也可考虑定在30GHz，感觉意义不大。综上所述，可以考虑射频PCB可以定义为具有频率在30MHz至6GHz范围模拟信号的PCB，但具体采用集总还是分布参
5、数模型可根据公式确定。由于基片的介电常数比较高，电磁波的传播速度比较慢，因此，比在空气中传播的波长要短，根据微波原理，微带线对介质基片的要求：介质损耗小，在所需频率和温度范围内，介电常数应恒定不变，热传导率和表面光洁度要高，和导体要有良好的沾附性等。对构成导体条带的金属材料要求：导电率高电阻温度系数小，对基片要有良好的沾附性，易于焊接等。3.4阻抗impedance规范中特指传输线的特征阻抗,定义为传输线电压和电流决定的传输线的分布参数阻印制电路板设计规范工艺性要求（仅适用射频板）Q/ZX 04.100.12-20042内部公开抗。通常用 Z0 表示。表达式为：11110CjGLjRZ+=在交
6、流电路中电流所遇到的所有阻抗的度量单位。电路中某点电流与其电动势之比；阻抗通常表示为 z=r+jx，这里 r 是欧姆电阻抗,x 是电抗，可以是感抗或容抗；j 是1的平方根。3.5微带线Microstrip一种传输线类型。由平行而不相交的带状导体和接地平面构成。微带线的结构如图1所示它是由导体条带（在基片的一边）和接地板（在基片的另一边）所构成的传输线。微带线是由介质基片，接地平板和导体条带三部分组成。在微带线中，电磁能量主要是集中在介质基片中传播的如图2所示。图1图23.6趋肤效应趋肤效应-又叫集肤效应，当高频电流通过导体时，电流将集中在导体表面流通，这种现象叫趋肤效应。在高频下，电流仅在导体
7、表面的一个薄层内传输。3.7耗散因数(介质损耗角)Dissipation factor损耗电流与充电电流的比值。耗散因数或损耗角正切，tan，表示为”/，和”为介电常数真实和虚幻的部分（见介电常数），损耗角正切是一个参数，用来示意绝缘体或电介质在 AC 信号中吸收部分能量的趋向。3.8介电常数Permittivity自由空间与电介质内电磁传播波长的均方根之比；一般而言，材料的介电常数e,由实部和虚部构成；e 的实部和虚部定义为 e 和 e。3.9屏蔽罩EMI shielding屏蔽罩是无线设备中普遍采用的屏蔽措施。其工作原理如下：当在电磁发射源和需要保护的电路之间插入一高导电性金属时，该金属会
8、反射和吸收部分辐射电场，反射与吸收的量取决于多种不同的因素，这些因素包括辐射的频率，波长，金属本身的导电率和渗透性，以及该金属与发射源的距离。屏蔽的具体过程如下图 3 所示：Q/ZX 04.100.12-20043内部公开入射波反射波屏蔽层次级反射波次级入射波穿透能量图 34印制板基板4.1射频板材的选用原则4.1.1 微波频段 PCB 板不仅是电路的支撑体，还是微波电磁场的传输媒体。所以，射频电路PCB 最好选择高频、微波板材。4.1.2 射频电路 PCB 上的印制线除了一般的原则-考虑电流大小外，还必须考虑印制线的特性阻抗，严格进行阻抗匹配，在 PCB 制作时必须考虑印制线的阻抗控制。印制
9、线的特性阻抗与 PCB 的材料特性及物理参数相关，所以 PCB 设计人员必须清楚 PCB 板材的性能。4.1.3 射频电路板一般都具有高频高性能的特点，通常选择介电常数精度高、特性稳定性且损耗小的基材。此外，基材必须符合可生产加工，如高温回流焊接等。目前我司常用的射频基材为 FR4,TACONIC 和 ROGERS 公司的系列板材。详见附录 A.4.1.4 FR4(阻燃型覆铜箔环氧玻璃布层压板)，介电常数在 1GHz 频率下测试为 Er=4.30.2，玻璃化温度 Tg=135。普通板材使用的板料有以下两种：普通板料,成本低，工艺成熟；UV板料，俗称黄料板，有 UV-BLOCKING 阻挡紫外线
10、的功能，主要用于 PCB 板的外层。性能稍优于普通板料。4.1.5 TACONIC 公司品牌好，规格齐全，价格相对 FR4 高些。4.1.6 ROGERS 公司的材料介电常数精度高，温度稳定性好，损耗小，常用于大功率电路，并且 PCB 制造、加工工艺与 FR4 相同，加工成本低，但铜箔的附着力小。4.1.7 常用高频板基材及其性能如表 1 所示。Q/ZX 04.100.12-20044内部公开表 1常用高频板基材及其性能4.2PCB 厚度4.2.1 PCB 厚度，指的是其标称厚度（即绝缘层加完成铜箔的厚度）。4.2.2 射频印制电路板 PCB 厚度通常采用 0.2mm 的整数倍，如 0.8mm
11、,1.0mm,1.6mm 等，有时也用英寸表示印制电路板板材厚度。具体厚度应该按照阻抗控制计算出的结果为准。4.3铜箔厚度PCB 铜箔厚度指成品厚度，图纸上应该明确标注为成品厚度（Finished ConductorThickness）。射频板要求铜箔均匀且薄。均匀的铜箔其电阻温度系数均匀，且使信号传输损失更小，详见附录 B。4.4PCB 制造技术要求4.4.1PCB 制造技术要求一般标注在钻孔图上，主要有以下项目（根据需要取舍）：a）基板材质、厚度及公差；材料种类NELCON4000-13普通 FR4ROGERS RO4350GETEK ML-200DTACONIC TLC32组成及特点玻璃
12、纤维+改性环氧树脂高 Tg 材料环氧树脂加玻璃纤维布层压板。陶瓷颗粒填充材料+PPO 树脂低 Dk，Df 材料玻璃纤维+热固性环氧树脂+PPO树脂低 Dk，Df 材料玻璃纤维+聚四氟乙烯低 Dk，Df 材料电性能=3.7(1GHz)tan=0.009=4.3(1GHz)=3.48(10GHz)tan=0.004=3.7(1GHz)tan=0.0092=3.2(10GHz)tan=0.003玻璃化温度（Tg）Tg=210 C(DSC)135C(普通)175C(高 TG)(DSC)Tg280C(TMA)Tg=180 CTg=210 C可加工性（类比FR4）层压时对压机的升温控制要求较高可加工性好，
13、各项指标均能符合加工要求。TG 值稍低。可加工性差，对切削 工具 磨损大，铜箔的抗剥能力差层压时对压机的升温控制要求较高，对切削工具有一定的磨损，铜箔的抗剥能力差可加工性差，材料软，不适合单独做厚板主要用途手机，服务器，天线，网络计算机，适于高速信号传输手机，工作基站，天线，计算机，适于高速信号传输手机，工作基站，天线，雷达，微波，适于高速信号传输手机，工作基站，天线，雷达，微波，适于高速信号传输天线，雷达，微波，适于高速信号传输材料生产商NELCO多家ROGERSGETACONIC价格（FR4X 倍数）3-41106-710设计要求树脂含量稳定，介电常数变化小，对介质层调整地范围宽型号、厚度
14、种类最多，能符合各种基本要求，但DK 值较大，设计时受到限制。树脂含量稳定，介电 常数 变化小，对介质层调整地范围宽树脂含量稳定，介 电 常 数 变 化小，但半固化片只有0。1mm规格，对介质层调整地范围窄多层板设计时使用的半固化片的介电常数，按混压方式计算出实际的介电常数和阻抗值 Q/ZX 04.100.12-20045内部公开b）铜箔厚度：注：铜箔厚度的选择主要取决于导体的载流量和允许的工作温度，射频板需严格控制铜箔厚度的制造精度。c）焊盘表面处理注：一般有以下几种：1）一般采用喷锡铅合金 HASL 工艺，锡层表面应该平整无露铜。只要确保 6 个月内可焊性良好就可以。为获得更好的趋肤效应,
15、可对射频板选择化学镀金工艺或 OSP 工艺。同时有助于减少环境污染。2）如果 PCB 上有细间距器件（如 0.5mm 间距的 BGA）,或板厚0.8mm，可以考虑化学（无电）镍金（Ep.Ni2.Au0.05）。还有一种有机涂覆工艺(Organic Solderability Preservative 简称OSP)，由于还存在可焊期短、发粘和不耐焊等问题，暂时不宜选用。3）对板上有裸芯片（需要热压焊或超声焊，俗称 Bonding）或有按键（如手机板）的板，就一定要采用化学镀镍、金工艺（Et.Ni5.Au0.1）。有的厂家也采用整板镀金工艺（Ep.Ni5.Au0.05）处理。前者表面更平整，镀层厚
16、度更均匀、更耐焊，而后者便宜、亮度好。从成本上讲，化学镀镍、金工艺（Et.Ni5.Au0.1）比喷锡贵，而整板镀金工艺则比喷锡便宜4）对印制插头，一般镀硬金，即纯度为 99.5%-99.7%含镍、钴的金合金。一般厚度为 0.50.7m,标注为：Ep.Ni5.Au0.5。镀层厚度根据插拔次数确定，一般 0.5m 厚度可经受 500 次插拔，1m 厚度可经受 1000次插拔。d）阻焊层推荐射频 PCB 板的阻焊厚度范围为 0.5mil-1.0mil。e）丝印字符1）要求对一般涂敷绿色阻焊剂的板，采用白色永久性绝缘油墨；对全板喷锡板，建议采用黄色永久性绝缘油墨，以便看清字符；对于 RO4350 板材
17、，无阻焊情况下，字符建议采用绿色或红色永久性绝缘油墨。优先选用反差较大的颜色。2）射频单板上的位号丝印尽量不要放置在锡面或基材上，以防止 PCB 加工过程中脱落。如因微带线上位号丝印不可避免需放置在锡面或基材上，建议在位号丝印区加阻焊进行控制。f）成品板翘曲度注：请参照公司质量部门所提供的标准。g）成品板厚度公差注：按行业或业界标准 板厚0.8mm，0.08mm；板厚0.8mm，10%。h）成品板离子污染度注：按照 IPC-TM-650 的 2.3.25 和 2.3.26 方法进行离子污染物试验，试验时用于清洗试样的溶剂的电阻率不小于 2x106欧姆/厘米，或相等于1.56g/cm2的 NaC
18、I 含量。5PCB 设计基本工艺要求5.1PCB 制造基本工艺及目前的制造水平5.1.1PCB 设计最好不要超越目前厂家批量生产时所能达到的技术水平，否则无法加工或成本过高。层压多层板工艺是目前广泛使用的多层板制造技术，它是用减成法制作电路层，通过层压机械钻孔化学沉铜镀铜等工艺使各层电路实现互连，最后涂敷阻焊剂、喷锡、丝印字符完成多层 PCB 的制造。Q/ZX 04.100.12-20046内部公开5.1.2 射频电路板加工制造中需严格控制特性阻抗之精度，而介电常数值的精度与基板材料（半固化片）的树脂含量的均匀程度密切相关。半固化片树脂含量的技术指标，是各个基板材料生产厂根据 PCB 厂实际成
19、型加工工艺的不同及生产水平的能力而制定的。由于树脂量的不同，使得在半固化片的熔融粘度上有所差异及在层压工艺上也就存在着不同。这些会带来PCB 在绝缘层厚度及其精度上有所差别。不同厂家、不同树脂量指标的半固化片材料所生产的多层板，在它的介电特性，特别是介电常数值上，表现出其高低及精度的不同。故提高PCB 的特性高精度控制，基板材料生产厂在生产半固化片的树脂量的指标控制方面，必须要与 PCB 厂家达到很好的配合。详见附录 C。5.2PCB 其他设计工艺要求PCB 其他设计工艺要求，包括尺寸范围，外形，传送方向和传送边的选择，光学基准符号，定位孔，档条边，孔金属化等设计要求，请参见PCB 工艺设计规
20、范。6拼板设计拼板设计主要考虑两个问题：一是怎样拼；二是连接方式。6.1拼板的设计要求拼板的连接方式主要有双面对刻 V 形槽、长槽孔加小圆孔（俗称邮票孔）、V 形槽加长槽孔三种，视 PCB 的外形而定。详细拼板设计方法请参见PCB 工艺设计规范。6.2射频板的拼板设计原则6.2.1TACONIC 板材，材质软且易变形，很难一次性分割完成。原则上要求 TACONIC 板材不拼板，若因尺寸加工必须(小于 55mmX55mm)，建议拼板数量不超过 2 块。6.2.2 建议射频薄板（厚度不超过 0.8mm）不要拼板，此外，对板边倒圆脚的射频单板拼板后（详见图 4），由于内侧有凹槽，在机器自动分割时容易
21、偏移，导致切伤板面而报废，若因尺寸加工必须(小于 55mmX55mm)，原则上建议拼板数量不超过 3 块。图 4 板边倒圆脚的拼板图6.2.3形状不规则的射频拼板（如功放板），实际生产中一般采用手工分割，故拼板设计尽量简单，且小器件尽可能远离拼板边以防损伤。6.2.4 对存在挖空器件的射频板，需考虑槽口的封闭（防止单板局部变形），如槽口靠近板边，可增加工艺边使槽口闭合。见图 5。Q/ZX 04.100.12-20047内部公开图 5 挖空器件的拼板图6.2.5 事实上，拼板的结构方式与板的布局，器件重量，板的跨距等密切相关，以下针对我司常用射频板的板厚、板材与拼板的推荐方式如表 2（不考虑其他
22、因素）。表 2板材板厚0.5mm0.8mm1.0mm1.6mm备注FR4MVVV1.邮票孔标识为 M,V 型槽标识为 V2.V 型槽主要用机器切割，故优先考虑自动化3.以上选择未考虑其他因素，如板布局，器件重量等RogersMMVVTaconicMMMV7 射频元器件的选用原则7.1由于射频元器件封装比较特殊，在选择新封装的射频元器件或兼容器件时，开发人员必须在前期与工艺人员充分沟通，确保元器件可制造性。7.2射频元器件应特别注意器件焊接端的镀层厚度和材质，以避免生产过程中出现空焊和冷焊（特别是焊端镀银的陶瓷器件）。7.3射频元器件的平整度应低于 0.005”，特别是陶瓷模组块，如 VCO，功
23、放和滤波器等。7.4射频无源器件的电性能的公差值应特别注意，已有试验表明，如器件公差值超过 5以上，电路中的分布值呈现多样化。故前期选择时需引起重视，以便得到良好的电性能优化。7.5射频连接器的要求：推荐连接器与 PCB 中心接触脚和数字信号端脚表面镀层厚度为3050inch 的金，内层厚度为 50-150inch 的 Ni；SMT 连接器与 PCB 焊盘接触部分需控制公差在 0,-0.002”尺寸范围内。7.6其他元器件的要求见PCB 工艺设计规范。8射频板布局设计8.1射频板的布局原则8.1.1 布局方案确定射频印制电路板布局是实现射频电路设计的关键，布局方案要满足电气，机械，可加工性，可
24、组装，可测试性，可维护性及可靠性要求。布局方案的确定原则上要求经过射频、工艺、结构、测试人员的讨论和审批。8.1.2 布局分区布局分区分解为物理分区和电气分区，物理分区主要涉及元器件布局、朝向和屏蔽等问题；电气分区可以继续分解为电源分配、RF 走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。8.1.2.1物理分区原则物理分区关键是根据单板的主信号流向规律安排主要元器件，最有效的技术是首先固定位于 RF 路径上的元器件，并调整其朝向以将 RF 路径的长度减到最小，除了要考虑普通 PCB设计时的布局外，还须考虑如何减小各部分之间相互干扰和抗干扰能力，如果不可能在多个电路块之间保证足够的隔离，在这种情况下就必
25、须考虑采用金属屏蔽罩将射频能量屏蔽在RF 区域内。8.1.2.2电气分区原则射频印制电路板布局一般分为电源,数字和模拟三部分，这三部分要在空间上分开,布局和走线不能跨区域。并尽可能将强电信号和弱电信号分开，将数字信号电路和模拟信号电路分开，完成同一功能的电路应尽量安排在一定的范围之内，从而减小信号环路面积。Q/ZX 04.100.12-20048内部公开8.2射频板的布局要求8.2.1 一字布局在同一屏蔽腔内布局时可按信号由小到大一字布局，如图 6，AT 为衰减器，A1,A2 为放大器。强弱信号之间要加屏蔽隔离，增益较大支路上也要采取屏蔽措施。A 1A 2A TA T图 6 一字布局8.2.2
26、 L 形布局由于空间限制，在同一个屏蔽腔内有时不能采用一字布局而采用 L 形布局。如图 7，BT为衰减器，B1,B2 为放大器，在同一个屏蔽腔内，不得采用 Z 形、U 形、交叉布局。A 1A 2A TA T图 7 L 形布局8.2.3 元器件布局要求8.2.3.1应注意信号走向及元器件间的相互作用。8.2.3.2感性器件应防止互感，多个电感放置时需注意放置方向及空间距离，避免电感线圈同向。8.2.3.3射频单板特别是在高频环境下，最好使用表面安装器件。如果 RF 单板上是插件贴片混装的布局，则 chip 小贴片器件尽量避开插装器件管脚，以免插件器件焊接时损伤贴片器件。8.2.3.4静电敏感器件
27、的布局要求尽量远离板边，远离调试器件，插焊器件，螺钉手动安装器件，器件引出线上涂敷阻焊层。8.2.3.5器件放置应水平或垂直放置，方便生产。8.2.3.6器件布局应疏密均匀得当，通风且美观。8.2.3.7型衰减器或滤波器等布局推荐如下图所示，在 PCB 空间比较紧张时，也可采取其他布局方式，但需注意引线的长度和宽度对信号的影响。8.2.3.8小功率放大器供电电感的布局如下图 8、图 9 所示。图 8 衰减器布局图 9 放大器电感布局图8.2.3.9射频器件之间的特殊间距要求。射频功放单板中因阻抗匹配的原因，功放管与滤波电容器件间距很近甚至重叠放置，如图 10，这种情况以射频性能考虑优先。射频器
28、件的供电管脚一般要求很好的滤波，实现的方案一般是在供电管脚处加滤波电容，如图 11。且越近效果越好。这种情况也以射频性能考虑优先。针对其他特殊器件之间的间距不符合工艺标准的，设计人员须前期与工艺人员充分沟 Q/ZX 04.100.12-20049内部公开通。图 10 功放管与滤波电容器件重叠图 11 射频器件的供电管脚与滤波电容的近距离8.2.3.10 射频器件采用波峰焊接设计的布局时，特别要注意若 BOT 层存在大面积喷锡屏蔽带，原则上要求选择双面回流设计，否则过波峰焊接后大面积喷锡屏蔽带不平整，影响单板的屏蔽效果。8.2.4 不同频率单元混排8.2.4.1不同频率单元混排易产生许多寄生的互
29、调产物，因此不推荐不同频率单元在同一个屏蔽腔内混排。8.2.4.2空间隔离和屏蔽需注意如下：a）对本振源要单独隔离屏蔽，特别对接收通道，因为本振信号电平相对接收信号电平较大，易形成干扰，同时由于本振平较高，对其他单元形成较大的辐射干扰；b）对射频单元和中频单元须加隔离或屏蔽；c）收发单元混排时应屏蔽隔离；d）数模混排时，对时钟线要包地铜箔屏蔽；e)输入和输出端要采取隔离或屏蔽。9射频板布线设计9.1射频板布线原则9.1.1 尽可能将数字电路远离模拟电路；确保射频走线下层的地是实心的大面积地，并尽可能将射频线走在表层上。9.1.2 数字、模拟信号线不跨区域布线，如果射频走线必须要穿过信号线，优选
30、：在它们之间沿着射频走线布一层与主地相连的地；次选，保证射频线与信号线十字交叉，可将容性耦合减到最小，同时尽可能在每根射频走线周围多布一些地，并连到主地。一般，射频印制线不宜并行布线且不宜过长，如果确实需要并行布线，应在 2 条线之间加一条地线（地线打过孔，确保良好接地）。射频差分线，走平行线，2 条平行线外侧加地线（地线打过孔，确保良好接地），印制线的特性阻抗按器件的要求设计。Q/ZX 04.100.12-200410内部公开9.1.3 尽可能地把高功率 RF 放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来，简单地说，就是让高功率 RF 发射电路远离低功率 RF 接收电路。9.1.4 原则
31、上 PCB 板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔越多越好。在 PCB 板的每一层，应布上尽可能多的地，并把它们连到主地面。尽可能把走线靠在一起以增加内部信号层和电源分配层的地块数量。应当避免在 PCB 各层上生成游离地。9.1.5 射频印制电路板布线的基本顺序：射频线路基带射频接口线（IQ 线）时钟线电源部分数字基带部分地。9.1.6 考虑到绿油会对微带线性能、信号等方面有影响，故建议频率较高单板微带线可以不涂覆绿油，中低频率的单板微带线建议涂覆绿油。9.2射频板布线要求9.2.1 传输线的阻抗控制9.2.1.1在射频电路的特性阻抗设计中，微带线结构是最受欢迎的，因而得到广
32、泛的推广与应用。最常使用的微带线结构有 4 种：表面微带线（surface microstrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual stripline）。其中又以表面微带线模型结构用途最广泛，PCB 信号走线的阻抗与板材的介电常数、PCB 结构、线宽等有关。一般射频信号走线尽量布在表面层，在某些情况下可以走内层，最常见的是第三层走带状线，阻抗都为 50。详见附录 D。9.2.1.2表 3 列出一些典型 PCB 的阻抗（50）控制的参数，新设计的 PCB 可以直接套用这些数据。表 3 典型 PCB 阻抗（50）控制参数表板材
33、相对介电常数厚度线宽（mils）RO43503.48层厚 0.8mm70FR44.25层厚 1.0mm76TLX-8-0310-C1/C22.55层厚 0.8mm87FR44.25层厚 0.35mm27FR44.25层厚 0.36mm26FR44.25(带状线)0.36+1.13_0.36mm189.2.1.3PCB 的阻抗受板材的介电常数、线宽及厚度的加工精度影响，表 4 列出 PCB 厂家阻抗控制精度工艺能力，供设计参考。表4 PCB厂家阻抗控制工艺能力表阻抗控制参数介质层层压导线线宽导线厚(高)度备注PCB加工精度1mil主要受板厂原材料的精度影响10%主要以阻抗控制为主10%主要以阻抗
34、控制为主普通板线宽、线距控制在20%Q/ZX 04.100.12-200411内部公开9.2.2 转角9.2.2.1射频信号走线如果上角，拐角处的有效线宽会增大，阻抗减小而引起反射。故要对转角进行处理。9.2.2.2主要为切角和圆角两种方法：a)切角适用于比较小的弯角。如图 12，切角的适用频率可达 10GHz；图 12 切角图 13圆角b)圆弧角的半径应足够大，一般来说，要保证：R3W。如图 13 所示。设计上优选圆角。9.2.3 微带线布线9.2.3.1PCB 顶层走射频信号，射频信号下面的平面层必须是完整的接地平面，形成微带线结构。详见附录 E。9.2.3.2如图 14 所示。要保证微带
35、线的结构完整性，有以下要求：a）微带线两边的边缘离地平面边缘至少要有 3W 宽度；b）层厚 0.8mm、且在 3W 范围内，不得有非接地的过孔；c）微带线边沿电场向两侧延伸，非耦合微带线间要加地铜箔，并在地铜箔上加地过孔。d）微带线至屏蔽壁距离应保持为 2W 以上。注：W 为线宽。图 14 微带线的结构完整性9.2.4 微带线耦合器主要用于检测大功率信号的强度、驻波。在要求不高且耦合度大于 20dB 的情况下可用两条靠近的 PCB 走线做成微带线耦合器，如图 15 所示。当要求有定向性时，耦合长度 L 需满足 L=/4，图 15 中 W 为耦合线条的宽度，原则上通常微带线阻抗为 50。Q/ZX
36、 04.100.12-200412内部公开图 15 微带线耦合器图 16 微带线功分器9.2.5 微带线功分器在要求不高的情况下，可以用 PCB 走线做成微带线功分器，如图 16 所示，要求阻抗满足下列要求：Z0=50，Z1=21/2Z0=70.0，从功率合成点 B 到电阻 C 点之间的走线距离 LBC应满足：LBC=/4，其中电阻阻值为 100。9.2.6/4 微带线9.2.6.1周期正弦被间隔/4（即 900）处的两点，互相之间的影响最小。当/4 微带线一端直接接地，或通过高频滤波电容（如 100PF）接地，即一端交流接地时，另一端相当于交流开路，对线长等于/4 的信号来说具电感效应，其典
37、型应用是小信号放大管或功率管的偏置与供电电路，如图 17 所示。详细基础内容参见附录 F。图 17 功放管偏置走线9.2.6.2对应 PCB 设计推荐设计如下：a）功放管输出端偏置走线长度为/4，等价于最近的高频滤波电容到信号走线或匹配铜箔的距离。b）功放管输入端偏置走线长度/4，等价于最近的高频滤波电容到信号走线或匹配铜箔的距离。c）并联的组合滤波电容应排列在一起，要注意排列次序，/4 的高阻线要直接从高频滤波电容的脚上拿出来。9.2.7 带状线布线9.2.7.1射频信号有时要从 PCB 的中间层穿过，常见的为从第三层走，第二层和第四层必须是完整的接地平面，即偏心带状线结构。9.2.7.2如
38、图 18 所示，应保证带状线的结构完整须要求：a)带状线两边的边缘离地平面边缘至少 3W 宽度，且在 3W 范围内，不得有过孔；b)禁止射频信号走线跨第二层或第四层的地平面缝隙。Q/ZX 04.100.12-200413内部公开图 18带状线布线9.2.8 射频信号走线两边包地铜箔要求接地铜箔到信号走线间隙=1.5W，地铜箔边缘加地线孔，孔间距小于/20，均匀排列整齐。地线铜箔边缘要光滑、平整、禁止尖锐毛刺。除特殊用途外，禁止射频信号走线上伸出多余的线头。9.2.9 渐变线一些射频器件封装较小，SMD 焊盘宽度可能小至 12mils，而射频线宽可能达 50mils，建议选用渐变线，禁止线宽突变
39、。渐变线如图 19 所示。图 19 渐变线9.2.10 布线范围考虑到 PCB 板内开孔器件的射频走线的匹配，开口槽内铜距开孔边尺寸（见图 20）最小为 10mil，否则 PCB 无法加工。其他内外层线路及铜箔到板边的距离参考PCB 工艺设计规范。图 20 射频单板开口槽内铜箔离孔边间距9.3大面积电源区和接地区的设计9.3.1大面积电源区和接地区的元件连接焊盘，应设计成如图 21 所示形状，以免大面积铜箔传热过快，影响元件的焊接质量，或造成虚焊。图 21 花焊盘的设计 Q/ZX 04.100.12-200414内部公开9.3.2 对于有电流要求的特殊情况允许使用阻焊膜限定的焊盘。对于射频板的
40、特殊要求不能使用花焊盘隔热设计的必须与工艺人员充分沟通。对于隔热的其他设计要求，具体见 Q/ZX04.100.2.印制电路板设计规范工艺性要求。9.3.3 对射频电路传输线、微带线部分，建议采用绿油桥(焊坝 solder dam）隔开大面积接地区或器件焊盘，防止可能出现的少锡等工艺缺陷。如图 22 所示。图 22射频走线上绿油桥覆盖9.3.4 功放板中部分器件需要手工焊接，包括功放管焊盘、SMA 微带插座焊盘、及 2 个单板之间的飞线连接处，如图 2325 所示，建议焊盘间的绿油阻焊桥适当远离焊盘位置，以防止手工焊接时不良。图 23 功放管焊盘图 24SMA 微带插座焊盘图 25 飞线连接焊盘
41、9.3.5 射频器件大面积接地铜箔要求涂阻焊（绿油桥），以防止可能出现的器件偏位、虚焊等工艺缺陷。阻焊（绿油桥）设计原则上要求大面积铜箔水平方向和垂直方向不少于一条绿油桥，绿油桥的宽度需设计为 0.1mm 或以上。9.3.6 典型射频电路隔热设计如图 26 所示。图 26 典型射频电路隔热设计10 射频 PCB 设计的 EMC10.1层分布10.1.1 双面板，顶层为信号层，底面为地平面。Q/ZX 04.100.12-200415内部公开10.1.2 四层板，顶层为信号层，第二层为地平面，第三层走电源、控制线。特殊情况下（如射频信号线要穿过屏蔽壁），在第三层要走一些射频信号线。每层均要求大面积
42、敷地。10.2接地10.2.1 大面积接地为减少地平面的阻抗，达到良好的接地效果，建议遵守以下要求：a)射频 PCB 的接地要求大面积接地；b)在微带印制电路中，底面为接地面，必须确保光滑平整；c)要将地的接触面镀金或镀银，导电良好，以降低地线最抗；d)使用紧固螺钉，使其与屏蔽腔体紧密结合，紧固螺钉的间距小于/20（依具体情况而定）。10.2.2 分组就近接地按照电路的结构分布和电流的大小将整个电路分为成相对独立的几组，各组电路就近接地形成回路，要调整各组内高频滤波电容方向，缩小电源回路。注意接地线要短而直，禁止交叉重叠，减少公共地阻抗所产生的干扰。10.2.3 射频器件的接地表面贴射频器件和
43、滤波电容需要接地时，为减少器件接地电感，要求：a)至少要有 2 根线接铺地铜箔；b)用至少 2 个金属化过孔在器件管脚旁就近接地。c)增大过孔孔径和并联若干过孔。d)有些元件的底部是接地的金属壳，要在元件的投影区内加一些接地孔，表面层不得布线。10.2.4 微带电路的接地微带印制电路的终端单一接地孔直径必须大于微带线宽，或采用终端大量成排密布小孔的方式接地。10.2.5 接地工艺性要求a)在工艺允许的前提下，可缩短焊盘与过孔之间的距离；b)在工艺允许的前提下，接地的大焊盘可直接盖在至少 6 个接地过孔上（具体数量因焊盘大小而异）；c)接地线需要走一定的距离时，应缩短走线长度，禁止超过/20，以
44、防止天线效应导致信号辐射；d)除特殊用途外，不得有孤立铜箔，铜箔上一定要加地线过孔；e)禁止地线铜箔上伸出终端开路的线头。10.3屏蔽10.3.1 射频信号可以在空气介质中辐射。空间距离越大，工作频率越低，输入输出端的寄生耦合就越小，隔离度则越大。PCB 典型的空间隔离度约为 50dB。10.3.2 敏感电路和强烈辐射源电路要加屏蔽，但如果设计加工有难度时（如空间或成本限制等），可不加，但要做试验最终决定。这些电路有：a)接收电路前端是敏感电路，信号很小，要采用屏蔽。b)对射频单元和中频单元须加屏蔽。接收通道中频信号会对射频信号产生较大干扰，反之，发射通道的射频信号对中频信号也会造成辐射干扰。
45、Q/ZX 04.100.12-200416内部公开c)振荡电路：强烈辐射源，对本振源要单独屏蔽，由于本振电平较高，对其他单元形成较大的辐射干扰。d)功放及天馈电路：强烈辐射源，信号很强，要屏蔽。e)数字信号处理电路：强烈辐射源，高速数字信号的陡峭的上下沿会对模拟的射频信号产生干扰。f)级联放大电路：总增益可能会超过输出到输入端的空间隔离度，这样就满足了振荡条件之一，电路可能自激。如果腔体内的电路同频增益超过 3050dB，必须在 PCB 板上焊接或安装金属屏蔽板，增加隔离度。实际设计时要综合考虑频率、功率、增益情况决定是否加屏蔽板。g)级联的滤波、开关、衰减电路：在同一个屏蔽腔内，级联滤波电路
46、的带外衰减、级联开关电路的隔离度、级联衰减电路的衰减量必须小于 3050dB。如果超过这个值，必须在 PCB 板上焊接或安装金属屏蔽板，增加隔离度。实际设计时要综合考虑频率、功率、增益情况决定是否加屏蔽板。h)收发单元混排时应屏蔽。i)数模混排时，对时钟线要包地铜皮隔离或屏蔽。10.4屏蔽材料和方法10.4.1常用的屏蔽材料均为高导电性能材料，如铜板、铜箔、铝板、铝箔。钢板或金属镀层、导电涂层等。10.4.2 静电屏蔽主要用于防止静电场和恒定磁场的影响。应注意两个基本要点，即完善的屏蔽体和良好的接地性。10.4.3 电磁屏蔽主要用于防止交变磁场或交变电磁场的影响，要求屏蔽体具有良好的导电连续性
47、，屏蔽体必须与电路接在共同的地参考平面上，要求 PCB 中屏蔽地与被屏蔽电路地要尽量的接近。10.4.4 对某些敏感电路，有强烈辐射源的电路可以设计一个在 PCB 上焊接的屏蔽腔，PCB 在设计时要加上“过孔屏蔽墙”，就是在 PCB 上与屏蔽腔壁紧贴的部位加上接地的过孔。要求如下：a)有两排以上的过孔；b)两排过孔相互错开；c)同一排的过孔间距要小于/20；d)接地的 PCB 铜箔与屏蔽腔壁压接的部位禁止有阻焊。10.4.5 射频信号线在顶层穿过屏蔽壁时，要在屏蔽腔相应位置开一个槽门，门高大于 0.5mm,门宽要保证安装屏蔽壁后信号线与屏蔽体间的距离大于 1mm。10.5屏蔽罩设计10.5.1
48、 金属屏蔽腔的基本结构10.5.1.1 此类屏蔽罩被广泛使用，如图 27。材料一般为薄的铝合金，制造工艺一般采用冲压折弯或压力铸造工艺，这种屏蔽罩有较多的螺钉孔，便于螺钉固定。部分需铝合金盖子和吸波材料增强屏蔽性能。射频 PCB 需装在屏蔽腔内，要选择合适的屏蔽腔尺寸，使其最低谐振频率远高于工作频率，最好 10 倍以上，详见附录 G“金属屏蔽腔的尺寸设计”。10.5.1.2 屏蔽腔的高度一般为第一层介质厚度 1520 倍或以上，在屏蔽腔面积一定时，要提高屏蔽腔的最低谐振频率，需增加长宽比，避免正方形的腔体，如图 28。Q/ZX 04.100.12-200417内部公开罩体螺丝孔图 27 罩体和
49、螺丝孔图 28 屏蔽腔10.5.2金属屏蔽腔对 PCB 布局的工艺要求10.5.2.1 屏蔽罩与 PCB 板接触的罩体设计时应考虑 PCB bottom 面的器件高度，特别是插件器件引脚伸出的高度。10.5.2.2 需考虑螺丝禁布区的大小，防止组装时损坏表层线路或器件。射频功放板由于结构尺寸的限制，其单板尺寸相对较小，故一般要求螺钉安装空间（禁布区）至少在安装孔焊盘外侧。螺钉安装空间见表 5表 5 螺钉安装空间单位：mmM2.5M3M4M5M6孔径(D1)33.54.567焊盘(有接地要求)(D2)7.5810111310.5.2.3 金属屏蔽罩自身成本和装配成本很贵，并且外形不规则的金属屏蔽
50、罩在制造时很难保证高精度和高平整性，又使元器件布局受到一些限制；金属屏蔽罩不利于元器件更换和故障定位。10.5.2.4 尽可能保证屏蔽罩的完整非常重要，进入金属屏蔽罩的数字信号线应该尽可能走内层，RF 信号线可以从金属屏蔽罩底部的小缺口和地缺口处的布线层上走出去，不过缺口处周围要尽可能地多布一些地，不同层上的地可通过多个过孔连在一起。10.5.2.5 为保证装配和返修，金属屏蔽罩周围范围内不能有超过其高度的器件，Chip小器件到屏蔽罩的距离应该以上，其它器件距离要求以上，并且放置朝向最好符合方便维修方向。10.5.2.6 金属屏蔽罩内部不能有超过其高度的器件，并且器件顶部到屏蔽罩面的距离要符合