K vyřešení problému ztráty signálu u vysokofrekvenčních desek plošných spojů je nutné synchronně implementovat tři základní dimenze: výběr materiálu, optimalizaci návrhu a řízení procesu, aby bylo možné řídit vysokofrekvenční specifické ztráty, jako jsou dielektrické ztráty a ztráty vodičů, v rámci cílového rozsahu.
Výběr základního materiálu a plán snižování ztrát
Výběr substrátu s nízkou ztrátou: Vysokofrekvenční substráty s hodnotou Df menší nebo rovnou 0,005, jako jsou desky Rogers řady RO4350B a PTFE, jsou preferovány jako náhrada běžného FR-4 (Df větší nebo rovno 0,02) a snižují dielektrické ztráty od kořene.
Kontrola drsnosti měděné fólie: Pomocí nízkoprofilové měděné fólie (HVLP) je drsnost povrchu řízena v rozmezí 0,2 μm, což může snížit ztráty vodiče způsobené kožním efektem o více než 30 % ve frekvenčním pásmu milimetrových vln.
Odpovídající parametry stability materiálu: Vybírejte desky s tolerancí Dk menší nebo rovnou ± 0,1 a mírou absorpce vody pod 0,1 %, abyste se vyhnuli náhlým změnám dielektrické konstanty způsobeným vlhkým prostředím nebo teplotními výkyvy, které mohou vést k další ztrátě signálu.
Schéma optimalizace a redukce ztrát pro návrh obvodů
Přísné přizpůsobení impedance: Přesným výpočtem šířky vedení, rozteče vedení a tloušťky dielektrika prostřednictvím elektromagnetické simulace lze dosáhnout nepřetržité kontroly cílové impedance, jako je například 50 Ω jednostranný a 100 Ω diferenciální, s tolerancemi impedance řízenými v rozmezí ± 10 %, aby se zabránilo ztrátě výkonu způsobené odrazem signálu.
Optimalizujte strukturu vedení: Vedení vysokofrekvenčního signálu by měla být co nejkratší a nejpřímější, s použitím rohů 45 stupňů nebo kruhových oblouků namísto rohů pravého úhlu, aby se snížilo zkreslení signálu způsobené dodatečnou indukčností v rozích; Uspořádejte vysokofrekvenční signály ve vnitřní vrstvě blízko celé zemní plochy a použijte stínění zemnicí plochy ke snížení ztrát vyzařováním.
Vylepšete návrh uzemnění a refluxu: použijte technologii více{0}}bodového uzemnění, která zajistí nízkoimpedanční refluxní cestu pro vysokofrekvenční proudy-, čímž se zabrání dalším ztrátám způsobeným kolísáním zemního potenciálu; Umístěte oddělovací kondenzátory blízko napájecích kolíků čipu, abyste odfiltrovali vysokofrekvenční šum na napájecím vedení.
Řízení výrobního procesu a plán snižování ztrát
Přísně kontrolujte přesnost vedení: zajistěte, aby tolerance šířky vedení a rozteče byla řízena v rozmezí ± 0,5 mil, vyhněte se náhlým změnám impedance vedení a snižte místní ztráty během přenosu signálu.
Optimalizace zarovnání mezivrstvy: Odchylka zarovnání mezivrstvy u vícevrstvých desek je řízena v rozmezí ± 2 mil, aby se zajistilo překrytí mezi signální vrstvou a referenční zemní rovinou a aby se zabránilo nespojitosti impedance způsobené posunem referenční roviny.
Nízkoztrátová povrchová úprava: Přednost by měla být dána procesům povrchové úpravy s nízkou drsností povrchu, jako je nanášení stříbra a zlata, aby nedocházelo k zavádění dodatečných ztrát vodičů ve vysokofrekvenčním rozsahu v důsledku silných oxidových vrstev nebo povrchů s vysokou drsností.