Vías de costura de diseño de RF

Question

Al no tener experiencia en el diseño de RF, recientemente me han enseñado que colocar vías de costura es una buena práctica. Al leer la "definición" de las vías de costura no estoy seguro de poder distinguir las vías de costura de las vías comunes. La definición que he leído es de Altium:

El cosido de vías es una técnica que se utiliza para unir áreas de cobre más grandes en diferentes capas, creando así una fuerte conexión vertical a través de la estructura de la placa, ayudando a mantener una baja impedancia y bucles de retorno cortos. El cosido de vías también puede utilizarse para unir áreas de cobre que, de otro modo, podrían estar aisladas de su red, a esa red.

¿Hay alguna diferencia de funcionalidad entre los dos tipos de vías?

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Gracias a ambos por las respuestas. Son muy útiles. Mi diseño se basa en el paquete RN2483 que incluye una MCU y un IC de RF. Si compruebas la capa inferior del RN es obvio (o hago una suposición) donde se encuentra el IC de RF porque hay vías de costura.

¿En mi placa de circuito impreso debo colocar vías similares?

Aquí está mi diseño actual:

Ahora todas las vías están conectadas a GND en la capa superior. Ignora la que se superpone a la traza de RFH. Ahora voy a añadir un plano de tierra a la capa inferior también.

Estoy abierto a sugerencias/correcciones porque como he dicho es mi primer diseño de RF y me faltan conocimientos.

Answer 1

Así que mi pregunta es si hay alguna diferencia en la funcionalidad entre los dos tipos de vías.

No lo hay. Si se ignora todo tipo de efectos relacionados con la RF, la capacidad de corriente y la fiabilidad. Claro, usted podría utilizar una vía para conectar una zona o capa de cobre con otra capa.

Sin embargo, esto sería una mala idea ya que una vía no es realmente una conexión muy buena y/o sólida. Vale, es lo suficientemente buena para una conexión de señal, pero para conectar a tierra correctamente una placa de cobre grande es preferible utilizar muchas vías. Esto significa "coser las vías", de forma similar a como se cosen los trozos de tela para formar la ropa, se pueden utilizar las vías para coser las capas de cobre.

Eso da las ventajas de:

• mejor conexión eléctrica (puede soportar más corriente)
• mejor térmica conexión (mejor refrigeración de un chip, por ejemplo)
• mejor mecánico conexión (en lugar de una simple capa de cobre, la capa de cobre ahora se "engancha" a la PCB).
• una conexión de menor inductancia (supongamos que 1 vía es de 1 nH, entonces 10 vías suman 0,1 nH al estar en paralelo, para el diseño de RF esto suele ser imprescindible)
• si se rompen una o más vías, no es un gran problema, ya que hay muchas vías, lo que mejora la fiabilidad

Las desventajas que veo es que habrá que hacer las vías, lo que significa más perforaciones para el fabricante de placas de circuito impreso. Además, debido a la menor resistencia térmica, en algunos casos la soldadura podría ser más difícil, ya que el calor se retira más rápidamente.

Pero las vías son las mismas, cosidas o no.

Answer 2

Tal vez las fotos puedan ayudar. Las imágenes de abajo son de un diseño que he completado recientemente.

El esquema:

Este es un módulo de RF diseñado para operar a unos 870MHz, y el esquema muestra las conexiones funcionales, pero como se trata de RF, el diseño necesita un poco más de cuidado:

Aunque las vías reales tienen el mismo tamaño que el resto de ellas en esta zona, las resaltadas con líneas negras son vias de costura y no figuran como conexiones funcionales en el esquema, pero son realmente necesarias aquí.

Mi regla general para el espaciado es 1/10 del tiempo de subida/bajada para una señal digital de alta velocidad y 1/10 de la tasa más rápida para una señal sinusoidal.

La pista de la SMA en la parte inferior es un guía de ondas coplanar En este caso, es necesario mantener la separación con el plano de la superficie, por lo que la costura es realmente necesaria.