Để giải quyết vấn đề mất tín hiệu của bảng mạch pcb tần số cao-, cần triển khai đồng bộ ba chiều cốt lõi: lựa chọn vật liệu, tối ưu hóa thiết kế và kiểm soát quy trình để kiểm soát tổn thất cụ thể ở tần số cao như tổn thất điện môi và tổn thất dây dẫn trong phạm vi mục tiêu.
Lựa chọn vật liệu cốt lõi và kế hoạch giảm tổn thất
Lựa chọn chất nền có tổn thất thấp: Chất nền tần số cao có giá trị Df Nhỏ hơn hoặc bằng 0,005, chẳng hạn như các tấm dòng Rogers RO4350B và PTFE, được ưu tiên thay thế FR-4 thông thường (Df Lớn hơn hoặc bằng 0,02) và giảm tổn thất điện môi từ gốc.
Kiểm soát độ nhám của lá đồng: Sử dụng lá đồng có cấu hình thấp (HVLP), độ nhám bề mặt được kiểm soát trong phạm vi 0,2 μm, có thể giảm hơn 30% tổn thất dây dẫn do hiệu ứng da trong dải tần số sóng milimet.
Phù hợp với các thông số về độ ổn định của vật liệu: Chọn các bo mạch có dung sai Dk Nhỏ hơn hoặc bằng ± 0,1 và tỷ lệ hấp thụ nước dưới 0,1% để tránh những thay đổi đột ngột trong hằng số điện môi do môi trường ẩm ướt hoặc biến động nhiệt độ, có thể dẫn đến mất tín hiệu bổ sung.
Sơ đồ tối ưu hóa và giảm tổn thất cho thiết kế mạch
Kết hợp trở kháng nghiêm ngặt: Bằng cách tính toán chính xác độ rộng đường, khoảng cách đường và độ dày điện môi thông qua mô phỏng điện từ, có thể đạt được khả năng kiểm soát liên tục các trở kháng mục tiêu như một đầu 50 Ω và chênh lệch 100 Ω, với dung sai trở kháng được kiểm soát trong phạm vi ± 10% để tránh mất điện do phản xạ tín hiệu.
Tối ưu hóa cấu trúc dây: Các đường tín hiệu tần số cao phải càng ngắn và thẳng càng tốt, sử dụng các góc 45 độ hoặc hình cung tròn thay vì các góc vuông để giảm hiện tượng méo tín hiệu do điện cảm bổ sung ở các góc; Sắp xếp các tín hiệu tần số cao-ở lớp bên trong gần mặt phẳng mặt đất hoàn chỉnh và sử dụng tấm chắn mặt đất để giảm tổn thất bức xạ.
Cải thiện thiết kế nối đất và hồi lưu: áp dụng công nghệ nối đất đa{0}}điểm để cung cấp đường hồi lưu trở kháng thấp cho dòng điện tần số-cao, tránh tổn thất bổ sung do biến động điện thế mặt đất gây ra; Đặt các tụ điện tách gần các chân nguồn của chip để lọc nhiễu tần số cao trên đường dây điện.
Kế hoạch kiểm soát quá trình sản xuất và giảm tổn thất
Kiểm soát chặt chẽ độ chính xác của đường truyền: đảm bảo dung sai về độ rộng và khoảng cách đường truyền được kiểm soát trong phạm vi ± 0,5mil, tránh những thay đổi đột ngột về trở kháng đường truyền và giảm tổn thất cục bộ trong quá trình truyền tín hiệu.
Tối ưu hóa việc căn chỉnh giữa các lớp: Độ lệch căn chỉnh giữa các lớp của bảng nhiều lớp được kiểm soát trong phạm vi ± 2mil để đảm bảo sự chồng chéo giữa lớp tín hiệu và mặt phẳng mặt đất tham chiếu, đồng thời tránh sự gián đoạn trở kháng do độ lệch mặt phẳng tham chiếu gây ra.
Xử lý bề mặt tổn thất thấp: Cần ưu tiên cho các quy trình xử lý bề mặt có độ nhám bề mặt thấp, chẳng hạn như lắng đọng bạc và vàng, để tránh gây ra tổn thất dây dẫn bổ sung trong dải tần số cao do lớp oxit dày hoặc bề mặt có độ nhám cao.