1, Krav til stablet struktur: Rogers board kan ikke bruge "almindelig fire lag board" struktur
Dette er kernekravet, der adskiller Rogers højfrekvenskortimpedansdesign fra almindelige kort:
Den almindelige firelagsplade er en kerneplade med 2/3 lag, og PP (semihærdet ark) presses op og ned for at kontrollere den ydre impedans. PP har dog ustabil tykkelse og ujævnt klæbemiddelflow under kompressionsfyldning, hvilket kan forårsage impedansdrift i det ydre lag og er ikke egnet til Rogers højfrekvente-plader.
Den korrekte tilgang er at vedtage en "dual core board-struktur": det vil sige, at referencemediet for den ydre impedanslinje leveres af kernepladen, fordi tykkelsen af mediet i midten af kernekortet er stabil og kontrollerbar, hvilket kan sikre stabiliteten af det ydre impedanslinjesignal.
Tykkelsen af kernepladen og tykkelsen af mellemmediet kan justeres, men impedanslinjebredden/linjeafstanden skal justeres sammen med stakken og kan ikke ændres uden at ændre linjebredden.
To almindelige eksempler på Rogers højfrekvente-kortimpedansstabling (med RO4350B, Dk=3.48 som eksempel):
Både det dobbelt-sidede bræt og det øverste og nederste lag har signallinjer: L1/L2 og L3/L4 bruger hver en RO4350B 0,254 mm kerneplade, med midten fyldt med 0.1+0.73+0.1 mm medium.
Kun det øverste (eller nederste) lag har signallinjer: en RO4350B 0,254 mm bruges til tilstødende L1/L2 signallag, med 0.1+0.73+0.1 mm fyldning i midten, og 0,23 mm fr4 bruges til L3/L4 på den anden side.
Blandet trykdesign: Brug kun Rogers til nøglelagene, der bærer høj-frekvens/høj-signaler, og brug fr4 til kraftlaget, formation og lav-hastighedslag, balancering af ydeevne og omkostninger (Rogers pris er ca. 5-10 gange FR-4). Ved blanding skal stablingen sikre, at det højfrekvente lag støder op til hele referenceplanet.
2, Impedansberegning og simuleringskrav
Det skal beregnes ved hjælp af professionelle værktøjer og kan ikke estimeres baseret på erfaring: Rogers' officielle MWI (Microwave Impedance Calculator) mikrobølgeimpedansberegner har en nøjagtig materialeparametermodel indbygget- (inklusive data om Dk, der ændrer sig med frekvensen); pcb-producenter og -designere bruger almindeligvis Polar SI9000/SI8000.
Beregningen skal bruge "producentens målte/batch Dk-værdi" til at kalibrere modellen: selvom Dk-udsvinget for forskellige batches af samme model er lille (Rogers fabriksudsving Mindre end eller lig med ± 0,05), vil impedansdrift stadig forekomme ved høje frekvenser. Den faglige praksis er at rette beregningen ud fra den målte Dk-værdi for hvert parti.
Modelvalg: Der er betydelige forskelle i modelimpedans mellem koplanære bølgeledere, mikrostriplinjer og striplinjer (samme/forskellige medier) - under samme linjebredde, impedansen af mikrostriplinjer er normalt 10 % til 15 % højere end for striplinjer (mikrostriplinjer har luftmedier og lavere ækvivalent Dk). At vælge den forkerte model vil resultere i helt forkerte beregninger.
Inkorporering af tolerancer i designet: Designoutputtet skal give intervallet "linjebredde ± tolerance → impedansfluktuation" og efterlade en margin i stedet for blot at give en ideel værdi.
3, ledningsdesign krav
Komplet referencejordplan: Det højfrekvente-signallag skal have en kontinuerlig jordplan som reference. Det er forbudt at grave skyttegrave eller skære jordplanet med ledninger under højfrekvensenheden, ellers vil der være en pludselig ændring i lokal impedans.
Differentialpar: Strengt lige længde og ækvidistant ledninger (længdeforskel kontrolleres generelt inden for 5 ml), differentialafstanden S bestemmer direkte differentialimpedansen -, når afstanden er mindre end linjebredden, koblingen er væsentligt forbedret, og differentialimpedansen er væsentligt lavere end den dobbelte endeimpedans.
Gennemgående hulbehandling: Gennemgående huller kan beskadige lokal impedans, så det tilrådes at bore så få som muligt. Blind nedgravede huller bør prioriteres til RF-vejen, og om nødvendigt bør der anvendes bagboring til at fjerne stubbe for at reducere refleksion.
Isolation: Højfrekvensledningen skal holdes i tilstrækkelig afstand fra strømforsyningen og analog ledning (generelt Større end eller lig med 3 gange ledningsbredden), og om nødvendigt skal der tilføjes en jord via væg (Via Fence) for at undertrykke krydstale.
7, Krav til impedanskoordinering i fremstillingsprocesser (skal tages i betragtning under design)
De tolerancer, designet giver, afhænger i sidste ende af procesimplementeringen. Når du vælger tavler og skriver specifikationer, skal følgende evner tilpasses:
Linjebreddetolerance: Høj-frekvenskortet skal være mindre end eller lig med ± 0,015 mm (ca. ± 0,6 mil) og kræver eksponering med direkte LDI-laser; Kravene for større end eller lig med 10GHz scenarier er strengere.
Ensartethed af dielektrisk tykkelse: IPC-6018C kræver en tolerance på bedre end ± 10 %, og afvigelsen af dielektrisk tykkelse for hvert lag af Rogers krydsfiner skal kontrolleres inden for ± 0,01 mm.
Dk batch-konsistens: Vælg samme batch af brædder for at undgå Dk-udsving.
Test: TDR-impedanstest (IPC-TM-650 2.5.5.7, teststigningstid på mindre end eller lig med 35ps) bør udføres, før fabrikken forlades. High-end kræver 100 % fuld inspektion med impedanstestrapport vedhæftet. Nøgle RF-links skal verificeres for indsættelsestab/returtab ved hjælp af VNA.
8, Overensstemmelsen mellem bestyrelsesvalg og frekvens
Udgangspunktet for impedansdesign er at vælge det rigtige bord, som hurtigt kan lokalisere efter frekvens:
Mindre end eller lig med 1GHz: Konventionel FR-4 er tilstrækkelig (Dk ≈ 4,2);
1-10GHz: Medium til høj frekvens boards (såsom RO4350B, RO4003C);
Større end eller lig med 10GHz/millimeterbølge (77GHz radar): Højfrekvenstavler (RO3003, RT/duroid 5880 og andre materialer med ultra-lavt tab) skal bruges.