Untuk mengatasi masalah kehilangan sinyal pada papan sirkuit PCB frekuensi tinggi, penting untuk menerapkan tiga dimensi inti secara sinkron: pemilihan material, optimalisasi desain, dan kontrol proses, untuk mengontrol kerugian spesifik frekuensi tinggi seperti kehilangan dielektrik dan kehilangan konduktor dalam rentang target.
Pemilihan material inti dan rencana pengurangan kerugian
Pemilihan substrat dengan kerugian rendah: Substrat frekuensi tinggi dengan nilai Df kurang dari atau sama dengan 0,005, seperti pelat seri Rogers RO4350B dan PTFE, lebih disukai untuk menggantikan FR-4 biasa (Df lebih besar dari atau sama dengan 0,02) dan mengurangi kehilangan dielektrik dari akar.
Mengontrol kekasaran foil tembaga: Menggunakan foil tembaga profil rendah (HVLP), kekasaran permukaan dikontrol dalam 0,2 μm, yang dapat mengurangi kehilangan konduktor yang disebabkan oleh efek kulit hingga lebih dari 30% pada pita frekuensi gelombang milimeter.
Parameter stabilitas material yang cocok: Pilih papan dengan toleransi Dk Kurang dari atau sama dengan ± 0,1 dan tingkat penyerapan air di bawah 0,1% untuk menghindari perubahan konstanta dielektrik secara tiba-tiba yang disebabkan oleh lingkungan lembab atau fluktuasi suhu, yang dapat menyebabkan hilangnya sinyal tambahan.
Skema Optimasi dan Pengurangan Rugi untuk Desain Sirkuit
Pencocokan impedansi yang ketat: Dengan menghitung secara akurat lebar garis, jarak garis, dan ketebalan dielektrik melalui simulasi elektromagnetik, kontrol berkelanjutan terhadap impedansi target seperti ujung tunggal 50 Ω dan diferensial 100 Ω dapat dicapai, dengan toleransi impedansi dikontrol dalam ± 10% untuk menghindari kehilangan daya yang disebabkan oleh pantulan sinyal.
Optimalkan struktur perkabelan: Jalur sinyal frekuensi tinggi harus sependek dan selurus mungkin, menggunakan sudut busur 45 derajat atau melingkar alih-alih sudut siku-siku untuk mengurangi distorsi sinyal yang disebabkan oleh induktansi tambahan di sudut; Susun sinyal-frekuensi tinggi di lapisan dalam dekat seluruh bidang tanah dan gunakan pelindung bidang tanah untuk mengurangi kehilangan radiasi.
Meningkatkan desain grounding dan refluks: mengadopsi teknologi grounding multi-titik untuk menyediakan jalur refluks impedansi rendah untuk arus-frekuensi tinggi, menghindari kerugian tambahan yang disebabkan oleh fluktuasi potensial tanah; Tempatkan kapasitor pemisah di dekat pin daya chip untuk menyaring gangguan-frekuensi tinggi pada saluran listrik.
Pengendalian proses manufaktur dan rencana pengurangan kerugian
Kontrol keakuratan saluran secara ketat: pastikan toleransi lebar dan jarak saluran dikontrol dalam ± 0,5 mil, hindari perubahan impedansi saluran secara tiba-tiba, dan kurangi kerugian lokal selama transmisi sinyal.
Mengoptimalkan penyelarasan antarlapisan: Penyimpangan penyelarasan antarlapisan papan multi-lapisan dikontrol dalam ± 2 mil untuk memastikan tumpang tindih antara lapisan sinyal dan bidang dasar referensi, dan untuk menghindari diskontinuitas impedansi yang disebabkan oleh offset bidang referensi.
Perawatan permukaan dengan kerugian rendah: Prioritas harus diberikan pada proses perawatan permukaan dengan kekasaran permukaan rendah, seperti pengendapan perak dan emas, untuk menghindari kerugian konduktor tambahan dalam rentang frekuensi tinggi karena lapisan oksida tebal atau permukaan dengan kekasaran tinggi.