ในโลกของอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูง (HF) — ที่ซึ่ง 5G, เรดาร์ยานยนต์ (77GHz) และศูนย์ข้อมูลความเร็วสูงทำงาน — PCB ไม่ได้เป็นเพียงตัวนำทางกลไกอีกต่อไป มันเป็นส่วนประกอบสำคัญของวงจรเอง ที่ความถี่สูงกว่า 1GHz, ปรสิตเหนี่ยวนำ, ความจุ, และการสูญเสียไดอิเล็กทริกกลายเป็นปัจจัยหลักที่สามารถทำให้ต้นแบบล้มเหลวในการทดสอบ EMC หรือประสบกับอัตราข้อผิดพลาดบิต (BER) ที่ยอมรับไม่ได้

ในฐานะวิศวกรแอปพลิเคชันภาคสนามอาวุโสที่ DUXPCB ฉันมักจะเห็นการออกแบบที่ดูสมบูรณ์แบบใน CAD แต่ล้มเหลวในสนาม ด้านล่างนี้คือข้อผิดพลาดในการออกแบบความถี่สูงที่สำคัญที่สุดและกลยุทธ์ทางวิศวกรรมเพื่อหลีกเลี่ยง

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดคือการใช้ FR-4 มาตรฐานสำหรับแอปพลิเคชันที่เกิน 2-3 GHz แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพด้านต้นทุน แต่ FR-4 มีปัจจัยการกระจายตัว (Df) สูง ซึ่งนำไปสู่การลดทอนสัญญาณมากเกินไป (การสูญเสียการแทรก) นอกจากนี้ ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk) ของมันยังไม่เสถียรในทุกความถี่หรืออุณหภูมิ

ลามิเนต PCB มาตรฐานใช้ผ้าใยแก้วแบบทอ เนื่องจาก Dk ของแก้ว (~6.0) แตกต่างจากเรซิน (~3.0) อย่างมาก ร่องรอยสัญญาณที่วิ่งผ่าน "กลุ่ม" ของแก้วจะเห็นอิมพีแดนซ์ที่แตกต่างจากร่องรอยที่วิ่งผ่าน "ช่องว่าง" (เรซิน) ซึ่งทำให้เกิดความเอียงในคู่ดิฟเฟอเรนเชียล

นักออกแบบมักจะอ้างอิง IPC-2141A สำหรับการคำนวณอิมพีแดนซ์ แต่ไม่สามารถคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนในการผลิตได้

ที่ความถี่สูง กระแสไฟฟ้าจะเดินทางเฉพาะบน "ผิว" ด้านนอกของทองแดง พื้นผิวสำเร็จรูปกลายเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางนำไฟฟ้า

• ENIG เทียบกับ Immersion Silver: Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) เป็นที่นิยม แต่ชั้นนิกเกิลเป็นแม่เหล็กและมีการนำไฟฟ้าต่ำ ซึ่งสามารถเพิ่มการสูญเสียการแทรกได้ถึง 0.5dB/นิ้ว ที่ 10GHz

ในบอร์ดหลายชั้น via ที่ไปจาก Layer 1 ไปยัง Layer 2 จะทิ้ง "stub" (ทองแดงที่เหลือลงไปที่เลเยอร์ล่าง) ที่ความถี่สูง stub นี้ทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนคลื่นไตรมาส ซึ่งอาจ "ดูด" สัญญาณออกจากร่องรอยที่ความถี่เฉพาะ

เมื่อคุณร่วมมือกับ DUXPCB เราจะใช้การตรวจสอบ Design for Manufacturing (DFM) ที่เข้มงวดซึ่งปรับให้เหมาะกับบอร์ด HF:

• ความคลาดเคลื่อนในการกัดที่แน่นหนา: เรารักษาความคลาดเคลื่อนความกว้างของร่องรอย ±0.5 mil เพื่อให้แน่ใจว่าอิมพีแดนซ์ยังคงอยู่ภายใน ±5% ของเป้าหมายของคุณ
• ความแม่นยำในการลงทะเบียน: Laser Direct Imaging (LDI) ของเราช่วยให้มั่นใจได้ถึงการลงทะเบียนแบบเลเยอร์ต่อเลเยอร์ sub-25μm ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการออกแบบ via-in-pad และ micro-via ที่หนาแน่น
• การควบคุมความขรุขระของทองแดง: เรามี Low-Profile (VLP) Copper เพื่อลดการสูญเสียผลกระทบจากผิวหนัง

• ใช้กฎระยะห่าง 3W เพื่อลดการรบกวน
• หลีกเลี่ยงการโค้งงอ 90 องศา ใช้ 45 องศา miters หรือส่วนโค้งวงกลม
• ใช้ Via Stitching ทุก λ/10 ถึง λ/20 เพื่อระงับการสะท้อนของโพรง
• ระบุ IPC-6012 Class 3 สำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญต่อภารกิจที่มีความน่าเชื่อถือสูง

ต้องการการตรวจสอบทางเทคนิคของ stackup HF ของคุณหรือไม่ ติดต่อทีมวิศวกรรมของเราที่ DUXPCB เราให้การทดสอบ TDR (Time Domain Reflectometry) และการตรวจสอบ VNA (Vector Network Analyzer) เพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบของคุณทำงานได้ตามที่จำลองไว้