1, Krav til stablet struktur: Rogers board kan ikke bruke "vanlig firelags bord" struktur
Dette er kjernekravet som skiller Rogers høyfrekvente kortimpedansdesign fra vanlige kort:
Den vanlige firelagsplaten er en kjerneplate med 2/3 lag, og PP (semiherdet ark) presses opp og ned for å kontrollere den ytre impedansen. Imidlertid har PP ustabil tykkelse og ujevn limflyt under kompresjonsfylling, noe som kan forårsake impedansdrift i det ytre laget og er ikke egnet for Rogers høyfrekvente-plater.
Den riktige tilnærmingen er å ta i bruk en "dual core board-struktur": det vil si at referansemediet for den ytre impedanslinjen leveres av kjernekortet, fordi tykkelsen på mediet i midten av kjernekortet er stabil og kontrollerbar, noe som kan sikre stabiliteten til det ytre impedanslinjesignalet.
Tykkelsen på kjerneplaten og tykkelsen på mellommediet kan justeres, men impedanslinjebredden/linjeavstanden må justeres sammen med stabelen, og kan ikke endres uten å endre linjebredden.
To vanlige eksempler på Rogers høyfrekvente-kortimpedansstabling (som tar RO4350B, Dk=3.48 som eksempel):
Både det dobbeltsidige brettet og topp- og bunnlaget har signallinjer: L1/L2 og L3/L4 bruker hver en RO4350B 0,254 mm kjerneplate, med midten fylt med 0.1+0.73+0.1mm medium.
Bare det øverste (eller nederste) laget har signallinjer: en RO4350B 0,254 mm brukes for tilstøtende L1/L2-signallag, med 0.1+0.73+0.1mm fylling i midten, og 0,23 mm fr4 brukes for L3/L4 på den andre siden.
Blandet trykkdesign: Bruk bare Rogers for nøkkellagene som bærer høy-frekvens/høy-signaler, og bruk fr4 for kraftlaget, formasjon og lav-hastighetslag, balanser ytelse og kostnad (Rogers pris er omtrent 5-10 ganger høyere enn FR-4). Ved blanding bør stablingen sørge for at høyfrekvente laget er tilstøtende hele referanseplanet.
2, Impedansberegning og simuleringskrav
Den må beregnes ved hjelp av profesjonelle verktøy og kan ikke estimeres basert på erfaring: Rogers offisielle MWI (Mikrobølgeimpedanskalkulator) mikrobølgeimpedanskalkulator har en nøyaktig materialparametermodell innebygd- (inkludert data om Dk som endres med frekvens); PCb-produsenter og -designere bruker ofte Polar SI9000/SI8000.
Beregningen bør bruke "produsentens målte/batch Dk-verdi" for å kalibrere modellen: selv om Dk-fluktuasjonen til forskjellige batcher av samme modell er liten (Rogers fabrikksvingning Mindre enn eller lik ± 0,05), vil impedansdrift fortsatt forekomme ved høye frekvenser. Den faglige praksisen er å korrigere beregningen basert på den målte Dk-verdien for hvert parti.
Modellvalg: Det er betydelige forskjeller i modellimpedans mellom koplanare bølgeledere, mikrostriplinjer og stripelinjer (samme/forskjellige medier) - under samme linjebredde, impedansen til mikrostriplinjer er vanligvis 10 % til 15 % høyere enn for stripelinjer (mikrostriplinjer har luftmedier og lavere ekvivalent Dk). Å velge feil modell vil resultere i helt feil beregninger.
Innlemming av toleranser i designet: Designutgangen bør gi området "linjebredde ± toleranse → impedansfluktuasjon" og etterlate en margin, i stedet for bare å gi en ideell verdi.
3, ledningsdesign krav
Komplett referansejordplan: Det høyfrekvente-signallaget må ha et kontinuerlig jordplan som referanse. Det er forbudt å grave grøfter eller kutte jordplanet med ledninger under høyfrekvensenheten, ellers vil det være en plutselig endring i lokal impedans.
Differensialpar: Strengt lik lengde og ekvidistant ledninger (lengdeforskjellen kontrolleres vanligvis innenfor 5 ml), differensialavstanden S bestemmer direkte differensialimpedansen - når avstanden er mindre enn linjebredden, koblingen er betydelig forbedret, og differensialimpedansen er betydelig lavere enn dobbelt endeimpedansen.
Gjennomgående hullbehandling: Gjennomgående hull kan skade lokal impedans, så det anbefales å bore så lite som mulig. Blind nedgravde hull bør prioriteres for RF-banen, og om nødvendig bør bakboring brukes for å fjerne stubber for å redusere refleksjon.
Isolasjon: Høyfrekvenslinjen bør holdes i tilstrekkelig avstand fra strømforsyningen og analogledningen (vanligvis Større enn eller lik 3 ganger linjebredden), og om nødvendig bør en jording via vegg (Via Fence) legges til for å undertrykke krysstale.
7, Krav til impedanskoordinering i produksjonsprosesser (skal vurderes under design)
Toleransene gitt av designet avhenger til syvende og sist av prosessimplementeringen. Når du velger tavler og skriver spesifikasjoner, bør følgende evner justeres:
Linjebreddetoleranse: Høy-frekvenskortet må være mindre enn eller lik ± 0,015 mm (omtrent ± 0,6 mil) og krever eksponering for direkteskriving med LDI-laser; Kravene for større enn eller lik 10GHz-scenarier er strengere.
Ensartethet av dielektrisk tykkelse: IPC-6018C krever en toleranse på bedre enn ± 10 %, og avviket i dielektrisk tykkelse for hvert lag av Rogers-kryssfiner bør kontrolleres innenfor ± 0,01 mm.
Dk batch-konsistens: Velg samme batch av brett for å unngå Dk-svingninger.
Testing: TDR-impedanstest (IPC-TM-650 2.5.5.7, teststigetid Mindre enn eller lik 35ps) bør utføres før du forlater fabrikken. High-end krever 100 % full inspeksjon med impedanstestrapport vedlagt. Key RF-koblinger bør verifiseres for tap av innsetting/returtap ved bruk av VNA.
8, Samsvaret mellom styrevalg og frekvens
Forutsetningen for impedansdesign er å velge riktig kort, som raskt kan lokalisere i henhold til frekvens:
Mindre enn eller lik 1GHz: Konvensjonell FR-4 er tilstrekkelig (Dk ≈ 4,2);
1-10GHz: Medium til høyfrekvente kort (som RO4350B, RO4003C);
Større enn eller lik 10GHz/millimeterbølge (77GHz radar): Høyfrekvenskort (RO3003, RT/duroid 5880 og andre materialer med ultra-lavt tap) må brukes.