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技術專題
柔性PCB中網格接地平面的信號完整性
柔性和剛性-柔性板上的超高速是不可避免的，因為這些板在高級電子產品中越來越多地得到使用。這些系統還需要接地層以進行隔離，并為無線協議分離RF和數字參考。高速和高頻率帶來了信號完整性問題的可能性，其中許多問題與PCB中接地層的位置和幾何形狀有關。
在撓性和剛性-撓性板上提供一致的0 V參考的常見方法是在撓性色帶上使用陰影線或網格狀接地平面。這提供了大的導體，該導體仍然可以在較寬的頻率范圍內提供屏蔽，同時仍允許柔性帶彎曲和折疊而不會產生過多的剛性。但是，信號完整性問題出現在兩個領域：
確保一致的走線阻抗，
屏蔽和隔離，以及
防止在孵化結構中出現類似纖維編織的效果。
網格地平面設計
從最基本的意義上講，剖面線的工作原理與其他任何接地平面相同。它旨在提供一致的參考，以便可以將跡線設計為具有所需的阻抗。任何常見的傳輸線幾何形狀（微帶線，帶狀線或波導）都可以放置在具有網狀接地平面的硬撓性或撓性PCB中。在撓性帶的表面層上放置陰影線的銅區域可提供與低頻實心銅幾乎相同的效果。
帶網狀接地平面的柔性帶上的帶狀線和微帶布線的常見配置如下所示。
在彈性色帶上網格接地平面圖案。
這種網狀結構可以用在剛性板上，但實際上我從未見過，也沒有客戶要求它。取而代之的是，在撓性/剛性-撓性板中使用網狀圖案，以平衡阻抗控制的需求和合理柔性帶的需求。無論您是設計跡線還是圖案填充圖案，請遵循靜態和動態柔性色帶的最佳實踐以及IPC 2223標準。
阻抗控制
使用單端或差分對的一種選擇是將固態銅放置在走線正下方的平面層中，并將網狀結構放置在電路中的其他位置。如果路由變得非常密集，那么您將需要在所有地方使用網格。如果選擇使用網格，則將具有更大的靈活性，但屏蔽隔離度較低，并且阻抗控制條件會發生變化。
如上所示，網格平面結構具有兩個幾何參數：L和W。這兩個參數可以組合為填充因子，也可以合并為被銅覆蓋的網格面積的一部分。更改這些參數具有以下效果：
假設其他參數保持不變，打開網格區域（通過增加L來增加網格開口）會增加阻抗。這也使色帶更容易彎曲（力較小）。
在保持其他參數不變的情況下增加W會封閉網格面積，從而增加阻抗。這也使色帶模式難以彎曲（用力更大）。
在使用網格接地平面時，控制標準幾何圖形阻抗的其他參數具有相同的效果。進入高頻后，您將在傳輸線周圍激發非TEM模式，甚至可能會看到類似纖維編織的效果。
Flex碳帶中有纖維編織效果嗎？
這是PCB上的網格接地平面非常有趣的地方，因為網格圖案可以開始類似于FR4和其他層壓板中使用的玻璃編織圖案。結果，我們現在又回到了一種情況，那就是我們不得不擔心正常光滑，相對均勻的基材中的纖維編織效果。當行進信號的帶寬與網狀結構中的一個或多個諧振重疊時，會發生這些影響。對于在聚酰亞胺上的L = 60 mil，最低階諧振將為50 GHz。
無論是在剛性PCB板上還是在柔性PCB基板上，這些陰影線結構都可以在數字信號沿網格接地平面的軌道上傳播時產生強輻射。隨著越來越多的Flex應用程序以更高的頻率打開，由于某些原因，我希望在具有網格接地平面的Flex色帶中這些效果會更糟。
高Q共振
就像在常規的玻璃編織基板中一樣，網孔形成空腔結構，當以特定頻率激發時，該空腔結構可以支持共振。由于空腔的壁具有高導電性（銅），因此在網格接地平面中的這些諧振空腔將具有非常高的Q值。因此，將具有較低的損耗和較高的Q諧振。這導致增加的空腔發射和諧振功率損耗。
開放式網格隔離度低
網狀接地平面通常可以確保沿板的邊緣發射纖維編織腔發出的任何輻射EMI。由于網格具有開放的空腔，因此隔離度較小，并且還可以沿柔性碳帶的表面輻射。這具有相反的效果：當走線更容易發出輻射時，它也更容易受到外部EMI的影響。
要解決這些問題，請使用更緊密的網格，就像使用更緊密的玻璃編織以防止纖維編織效果一樣。柔性和剛性-柔性PCB將繼續成為PCB領域的一部分，并隨著更新的制造能力而變得更加先進。