برای حل مشکل از دست دادن سیگنال تختههای مدار PCB با فرکانس بالا، لازم است به طور همزمان سه بعد اصلی را اجرا کنیم: انتخاب مواد، بهینهسازی طراحی و کنترل فرآیند، به منظور کنترل تلفات خاص فرکانس بالا مانند تلفات دی الکتریک و تلفات هادی در محدوده هدف.
انتخاب مواد اصلی و طرح کاهش تلفات
انتخاب بستر کم تلفات: بسترهای فرکانس بالا با مقدار Df کمتر یا مساوی 0.005، مانند صفحات سری Rogers RO4350B و PTFE، برای جایگزینی FR-4 معمولی (Df بزرگتر یا مساوی 0.02) و کاهش تلفات دی الکتریک از ریشه ترجیح داده می شوند.
کنترل زبری فویل مس: با استفاده از فویل مسی با مشخصات کم (HVLP)، زبری سطح در 0.2 میکرومتر کنترل می شود، که می تواند از دست دادن هادی ناشی از اثر پوستی را تا بیش از 30 درصد در باند فرکانس موج میلی متری کاهش دهد.
تطبیق پارامترهای پایداری مواد: تختههایی را با تحمل Dk کمتر یا مساوی 0.1 ± و نرخ جذب آب زیر 0.1 درصد انتخاب کنید تا از تغییرات ناگهانی ثابت دیالکتریک ناشی از محیطهای مرطوب یا نوسانات دما، که میتواند منجر به از دست دادن سیگنال اضافی شود، جلوگیری کنید.
طرح بهینه سازی و کاهش تلفات برای طراحی مدار
تطبیق امپدانس دقیق: با محاسبه دقیق عرض خط، فاصله خطوط و ضخامت دی الکتریک از طریق شبیه سازی الکترومغناطیسی، می توان به کنترل مداوم امپدانس های هدف مانند 50 Ω و دیفرانسیل 100 Ω دست یافت، با تلرانس های امپدانس کنترل شده در ± 10 درصد برای جلوگیری از افت توان ناشی از سیگنال.
بهینه سازی ساختار سیم کشی: خطوط سیگنال فرکانس بالا باید تا حد امکان کوتاه و مستقیم باشند و از گوشه های قوس ۴۵ درجه ای یا دایره ای به جای گوشه های زاویه راست استفاده کنند تا اعوجاج سیگنال ناشی از اندوکتانس اضافی در گوشه ها کاهش یابد. سیگنالهای فرکانس بالا{1} را در لایه داخلی نزدیک سطح زمین کامل ترتیب دهید و از محافظ صفحه زمین برای کاهش تلفات تشعشع استفاده کنید.
طراحی زمین و رفلاکس را بهبود بخشید: فناوری اتصال زمین چند نقطهای را برای ارائه مسیر برگشت امپدانس کم برای جریانهای فرکانس{{1} بالا، اتخاذ کنید، و از تلفات اضافی ناشی از نوسانات پتانسیل زمین جلوگیری کنید. خازنهای جداکننده را در نزدیکی پایههای برق تراشه قرار دهید تا صدای فرکانس{2} بالا روی خطوط برق فیلتر شود.
برنامه کنترل فرآیند تولید و کاهش تلفات
دقت خط را به شدت کنترل کنید: اطمینان حاصل کنید که تحمل عرض و فاصله خط در ± 0.5 میلی متر کنترل می شود، از تغییرات ناگهانی در امپدانس خط جلوگیری کنید و تلفات موضعی را در طول انتقال سیگنال کاهش دهید.
بهینه سازی تراز بین لایه: انحراف تراز بین لایه های تخته های چند لایه در 2 ± میل کنترل می شود تا از همپوشانی بین لایه سیگنال و صفحه زمین مرجع اطمینان حاصل شود و از ناپیوستگی امپدانس ناشی از افست صفحه مرجع جلوگیری شود.
عملیات سطحی با تلفات کم: اولویت باید به فرآیندهای تصفیه سطحی با زبری سطح کم، مانند رسوب نقره و طلا داده شود تا از ایجاد تلفات هادی اضافی در محدوده فرکانس بالا به دلیل لایه های اکسید ضخیم یا سطوح با زبری بالا جلوگیری شود.