banner

Bloggegevens

Created with Pixso. Huis Created with Pixso. Bloggen Created with Pixso.

Navigeren in het GHz-gebied: veel voorkomende fouten bij het ontwerpen van PCB's met hoge frequentie en strategieën om deze te beperken

Navigeren in het GHz-gebied: veel voorkomende fouten bij het ontwerpen van PCB's met hoge frequentie en strategieën om deze te beperken

2025-12-19

.gtr-container-hfpcb123 { font-family: Verdana, Helvetica, "Times New Roman", Arial, sans-serif; color: #333; line-height: 1.6; padding: 15px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-x: hidden; /* Voorkom horizontale scroll door padding */ } /* Typografie */ .gtr-container-hfpcb123 .gtr-title-hfpcb123 { font-size: 18px; font-weight: bold; color: #0056b3; /* Een sterk blauw voor titels */ margin-bottom: 20px; text-align: left; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-section-heading-hfpcb123 { font-size: 16px; font-weight: bold; color: #0056b3; margin-top: 25px; margin-bottom: 10px; text-align: left; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-paragraph-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-tip-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-solution-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-error-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-engineering-choice-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-list-item-hfpcb123 { font-size: 14px; margin-bottom: 10px; text-align: left !important; /* Afstemming links afdwingen */ } .gtr-container-hfpcb123 strong { font-weight: bold; } /* Speciale Callouts */ .gtr-container-hfpcb123 .gtr-tip-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-solution-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-error-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-engineering-choice-hfpcb123 { padding: 10px 15px; margin-top: 15px; margin-bottom: 15px; border-left: 4px solid #007bff; /* Accent border */ background-color: #f8f9fa; /* Lichte achtergrond voor callouts */ color: #333; font-size: 14px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-tip-hfpcb123 strong, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-solution-hfpcb123 strong, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-error-hfpcb123 strong, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-engineering-choice-hfpcb123 strong { color: #0056b3; } /* Tabel Stijl */ .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-wrapper-hfpcb123 { width: 100%; overflow-x: auto; margin-top: 20px; margin-bottom: 20px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-hfpcb123 { width: 100%; border-collapse: collapse !important; border-spacing: 0 !important; min-width: 600px; /* Zorg ervoor dat de tabel breed genoeg is voor inhoud op mobiel */ } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-hfpcb123 th, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-hfpcb123 td { border: 1px solid #ccc !important; /* Grenzen afdwingen */ padding: 10px !important; text-align: left !important; vertical-align: top !important; font-size: 14px !important; word-break: normal !important; /* Voorkom het breken van woorden */ overflow-wrap: normal !important; /* Voorkom het breken van woorden */ } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-hfpcb123 thead th { font-weight: bold !important; background-color: #e9ecef; /* Lichtgrijs voor kop */ color: #333; text-transform: uppercase; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-hfpcb123 tbody tr:nth-child(even) { background-color: #f2f2f2; /* Zebra strepen */ } /* Lijst Stijl */ .gtr-container-hfpcb123 .gtr-checklist-hfpcb123 { list-style: none !important; /* Verwijder de standaard lijststijl */ padding-left: 0; margin-top: 15px; margin-bottom: 15px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-checklist-hfpcb123 li { position: relative; padding-left: 25px; /* Ruimte voor aangepaste opsommingsteken */ margin-bottom: 8px; font-size: 14px; text-align: left !important; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-checklist-hfpcb123 li::before { content: "•" !important; /* Aangepast opsommingsteken */ color: #007bff; /* Accentkleur voor opsommingsteken */ font-size: 18px; line-height: 1; position: absolute !important; left: 0 !important; top: 0; } /* Responsieve Aanpassingen */ @media (min-width: 768px) { .gtr-container-hfpcb123 { padding: 25px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-title-hfpcb123 { font-size: 24px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-section-heading-hfpcb123 { font-size: 18px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-paragraph-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-tip-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-solution-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-error-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-engineering-choice-hfpcb123, .gtr-container-hfpcb123 .gtr-list-item-hfpcb123 { font-size: 14px; } .gtr-container-hfpcb123 .gtr-table-hfpcb123 { min-width: auto; /* Sta toe dat de tabel kleiner wordt op grotere schermen als de inhoud past */ } }

In de wereld van hoogfrequente (HF) elektronica—waar 5G, automotive radar (77GHz) en high-speed datacenters opereren—is de PCB niet langer slechts een mechanische drager. Het is een cruciaal onderdeel van het circuit zelf. Bij frequenties boven 1 GHz worden parasitaire inductie, capaciteit en diëlektrisch verlies dominante factoren die ervoor kunnen zorgen dat een prototype faalt in EMC-tests of last heeft van onacceptabele bit-error rates (BER).

Als Senior Field Application Engineer bij DUXPCB zie ik vaak ontwerpen die er perfect uitzien in CAD, maar in de praktijk falen. Hieronder staan de meest kritieke hoogfrequente ontwerpfouten en de engineeringstrategieën om deze te vermijden.

1. Substraatselectie: De "FR-4 val"

De meest voorkomende fout is het gebruik van standaard FR-4 voor toepassingen die 2-3 GHz overschrijden. Hoewel kosteneffectief, heeft FR-4 een hoge Dissipatiefactor (Df), wat leidt tot overmatige signaalverzwakking (invoegverlies). Bovendien is de Diëlektrische Constante (Dk) niet stabiel over frequentie of temperatuur.
Technische Vergelijking: HF-materialen vs. Standaard FR-4 Eigenschap High-Tg FR-4 Rogers RO4350B
Rogers RO3003 (PTFE) Diëlektrische Constante (Dk) 4.2 - 4.6 3.48 ± 0.05
3.00 ± 0.04 Dissipatiefactor (Df) 0.015 - 0.020 0.0037
0.0010 Thermische Geleidbaarheid 0.3 W/m/K 0.62 W/m/K
0.50 W/m/K Vocht Absorptie 0.15% 0.06%
0.04% Beste Frequentiebereik < 1 GHz 1 - 20 GHz
Tot 77+ GHzPro Tip:
Overweeg voor kosten gevoelige ontwerpen een Hybride Stackup. Gebruik Rogers voor de buitenste signaallagen en FR-4 voor de interne voedings-/aardlagen. Dit biedt HF-prestaties waar het nodig is, terwijl de structurele stijfheid en lagere kosten behouden blijven.

2. Het negeren van het "Glasweefsel Effect"

Signalen routeren over gesplitste aardvlakken. Dit creëert een enorme retourpadlus, wat leidt tot EMI-pieken en impedantiediscontinuïteiten.• De Oplossing:
Specificeer "Spread Glass" (bijv. 1080 of 1067 stijlen) of roteer uw lay-out met 10-15 graden ten opzichte van de bordrand om ervoor te zorgen dat sporen de Dk-variaties gemiddeld nemen.

3. Onjuiste Impedantiecontrole & Referentievlakken

Ontwerpers verwijzen vaak naar IPC-2141A voor impedantieberekeningen, maar houden geen rekening met fabricagetoleranties.• De Fout:
Signalen routeren over gesplitste aardvlakken. Dit creëert een enorme retourpadlus, wat leidt tot EMI-pieken en impedantiediscontinuïteiten.• De Oplossing:
Zorg voor een solide, continu referentievlak. Als een signaal een splitsing moet kruisen, gebruik dan stikcondensatoren (voor AC-signalen) of stikvias in de buurt om een retourpad met lage impedantie te bieden.

4. Het "Verborgen" Verlies: Oppervlakteafwerking en Huideffect

Bij hoge frequenties reist de stroom alleen over de buitenste "huid" van het koper. De oppervlakteafwerking wordt onderdeel van het geleidende pad.• ENIG vs. Immersion Silver:

Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) is populair, maar de nikellaag is magnetisch en heeft een lagere geleidbaarheid, wat het invoegverlies met maximaal 0,5 dB/inch bij 10 GHz kan verhogen.• Engineeringkeuze:
Voor RF en 10 GHz+ digitale lijnen heeft Immersion Silver of OSP de voorkeur voor minder verlies. Als duurzaamheid vereist is, overweeg dan ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) om het "Black Pad"-risico te beperken en tegelijkertijd een betere SI te behouden dan standaard ENIG.

5. Via Stubs: De Onbedoelde Resonator

In meerlaagse borden laat een via die van Laag 1 naar Laag 2 gaat een "stub" achter (het resterende koper tot aan de onderste laag). Bij hoge frequenties fungeert deze stub als een kwartgolfresonator, die mogelijk het signaal uit het spoor "zuigt" bij specifieke frequenties.• De Oplossing:
Back-drilling. Bij DUXPCB gebruiken we precisie dieptegecontroleerd boren om deze stubs te verwijderen, waardoor de bruikbare bandbreedte van uw interconnects wordt verlengd.

DUXPCB Engineering Insights: DFM voor Hoge Frequentie

  • Wanneer u samenwerkt met DUXPCB, passen we een rigoureuze Design for Manufacturing (DFM)-beoordeling toe die is afgestemd op HF-borden:
  • Strakke Etstoleranties: We handhaven een tolerantie van ±0,5 mil spoorbreedte om ervoor te zorgen dat de impedantie binnen ±5% van uw doel blijft.
  • Registratie Nauwkeurigheid: Onze Laser Direct Imaging (LDI) zorgt voor een laag-op-laagregistratie van minder dan 25 μm, cruciaal voor dichte via-in-pad- en micro-via-ontwerpen.
Koper Ruwheidscontrole: We bieden Low-Profile (VLP) Koper om huideffectverliezen te minimaliseren.
  • Samenvattingschecklist voor HF-succes:
  • Gebruik de 3W-afstandregel om overspraak te minimaliseren.
  • Vermijd 90-graden bochten; gebruik 45-graden verstekken of cirkelvormige bogen.
  • Implementeer Via Stitching elke λ/10 tot λ/20 om caviteitsresonantie te onderdrukken.

Specificeer IPC-6012 Klasse 3 voor missiekritische toepassingen met hoge betrouwbaarheid.