Na vyriešenie problému straty signálu vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov je potrebné synchrónne implementovať tri hlavné rozmery: výber materiálu, optimalizáciu návrhu a riadenie procesu, aby bolo možné kontrolovať špecifické straty pri vysokých frekvenciách, ako sú dielektrické straty a straty vodičov v rámci cieľového rozsahu.
Výber základného materiálu a plán znižovania strát
Výber substrátu s nízkou stratou: Vysokofrekvenčné substráty s hodnotou Df menšou alebo rovnou 0,005, ako napríklad dosky Rogers RO4350B a PTFE série, sa uprednostňujú na nahradenie bežného FR-4 (Df väčšie alebo rovné 0,02) a na zníženie dielektrických strát od koreňa.
Kontrola drsnosti medenej fólie: Pomocou nízkoprofilovej medenej fólie (HVLP) je drsnosť povrchu riadená v rozmedzí 0,2 μm, čo môže znížiť stratu vodiča spôsobenú kožným efektom o viac ako 30 % vo frekvenčnom pásme milimetrových vĺn.
Zodpovedajúce parametre stability materiálu: Vyberte dosky s toleranciou Dk menšou alebo rovnou ± 0,1 a mierou absorpcie vody pod 0,1 %, aby ste sa vyhli náhlym zmenám dielektrickej konštanty spôsobeným vlhkým prostredím alebo teplotnými výkyvmi, ktoré môžu viesť k dodatočnej strate signálu.
Schéma optimalizácie a znižovania strát pre návrh obvodov
Prísne prispôsobenie impedancie: Presným výpočtom šírky vedenia, rozstupu medzi vedeniami a hrúbky dielektrika prostredníctvom elektromagnetickej simulácie možno dosiahnuť kontinuálne riadenie cieľových impedancií, ako je napríklad 50 Ω jednostranný a 100 Ω diferenciál, s toleranciami impedancie riadenými v rozmedzí ± 10 %, aby sa predišlo strate energie spôsobenej odrazom signálu.
Optimalizujte štruktúru zapojenia: Vysokofrekvenčné signálne vedenia by mali byť čo najkratšie a najpriamejšie, s použitím rohov 45 stupňového alebo kruhového oblúka namiesto rohov pravého uhla, aby sa znížilo skreslenie signálu spôsobené dodatočnou indukčnosťou v rohoch; Usporiadajte vysokofrekvenčné signály vo vnútornej vrstve blízko celej základnej roviny a použite tienenie základnej dosky na zníženie strát vyžarovaním.
Zlepšite dizajn uzemnenia a spätného toku: použite technológiu viacbodového uzemnenia, ktorá poskytne nízkoimpedančnú spätnú dráhu pre vysokofrekvenčné prúdy-, čím sa zabráni dodatočným stratám spôsobeným kolísaním zemného potenciálu; Umiestnite oddeľovacie kondenzátory do blízkosti napájacích kolíkov čipu, aby ste odfiltrovali vysokofrekvenčný šum na elektrických vedeniach-.
Kontrola výrobného procesu a plán znižovania strát
Prísne kontrolujte presnosť vedenia: zaistite, aby sa tolerancia šírky vedenia a rozstupu riadila v rozmedzí ± 0,5 mil, zabráňte náhlym zmenám impedancie vedenia a znížte lokálne straty počas prenosu signálu.
Optimalizujte zarovnanie medzivrstvy: Odchýlka zarovnania medzivrstvy pri viacvrstvových doskách je riadená v rozmedzí ± 2 mil, aby sa zabezpečilo prekrytie medzi signálovou vrstvou a referenčnou základnou rovinou a aby sa predišlo diskontinuite impedancie spôsobenej posunom referenčnej roviny.
Povrchová úprava s nízkou stratou: Prioritu by mali mať procesy povrchovej úpravy s nízkou drsnosťou povrchu, ako je ukladanie striebra a zlata, aby sa predišlo dodatočným stratám vodičov vo vysokofrekvenčnom rozsahu v dôsledku hrubých oxidových vrstiev alebo povrchov s vysokou drsnosťou.