Produksjonsnøyaktigheten til RF-kortoverføringslinjer krever ekstremt høy presisjon. Kjernegrunnen er at i RF-scenarier har PCB-overføringslinjer utviklet seg fra vanlige "elektriske kontakter" til kjernedistribuerte parameterkomponenter som direkte bestemmer kretsytelsen. Mikroskalastørrelsesavvik forsterkes av høyfrekvente effekter, noe som resulterer i betydelig ytelsesforringelse.
Ved høye frekvenser er bølgelengden av samme størrelse som trådstørrelsen
Jo høyere frekvensen til RF-signalet er, desto kortere er bølgelengden. Når ledningslengden overstiger λ/16, må den behandles som en overføringslinje og kan ikke lenger behandles som en vanlig ledning.
I 77GHz kjøretøymontert millimeterbølgeradar-scenario er bølgelengden til signalet i FR-4-kortet bare 2,1 mm, og λ/16-terskelen er bare 0,13 mm. Enhver ledningsgeometri deltar direkte i den elektriske oppførselen til kretsen.
På dette tidspunktet kan til og med noen få mikrometer linjebreddeavvik endre den elektriske lengden på overføringslinjen direkte, forårsake faseskift og direkte føre til strålepekeavvik i systemer som faset array og radar som krever ekstremt høy fasekonsistens.
Nøyaktighetstoleransen for impedanstilpasning er ekstremt smal
Industristandardimpedansen på 50 Ω er "ytelseskontrakten" til RF-systemer, og selv små impedansavvik kan forårsake alvorlige signalrefleksjoner.
Ta 50 Ω mikrostrip-linjen til FR4-kortet som et eksempel, for hver ± 10 μm endring i linjebredde, vil impedansen avvike med ± 2 Ω, noe som direkte fører til forringelse av returtapet.
Hvis impedansavviket overstiger ± 10 %, vil returtapet reduseres til under 26dB, og andelen reflektert effekt vil øke til 0,23 %, direkte forbruker koblingsbudsjettet, noe som resulterer i en forringelse av støytallet på mottakersiden, og forsterkeren kan ikke kompensere for slike tap.
Tap under huden-effekten er ekstremt følsom for størrelse
Etter at frekvensen overstiger 1GHz, flyter signalstrømmen ikke lenger jevnt gjennom lederens tverrsnitt, men konsentreres i et tynt lag på mikrometernivået til lederoverflaten.
Huddybden på 2,4GHz-signalet i kobberleder er bare 1,3 μm, og ved 77GHz er huddybden mindre enn 0,4 μm. Små endringer i linjebreddeavvik, kobberfolieruhet og etsende sidekorrosjon kan øke den faktiske strømbanelengden til lederen betydelig, noe som forårsaker ytterligere høyfrekvent innsettingstap.
I millimeterbølgescenarier påvirker en tapsforskjell på 0,07dB/cm direkte radarens deteksjonsrekkevidde, noe som krever at kantruheten til overføringslinjen kontrolleres innenfor 0,5 μm, noe som ikke kan møtes av vanlige PCB-prosesser.
Nøyaktig kontroll av krysstale og elektromagnetisk stråling
Den elektromagnetiske feltkoblingsstyrken mellom tilstøtende linjer ved høye frekvenser er direkte relatert til forholdet mellom linjeavstanden og returjordavstanden. Selv små mellomromsavvik kan føre til at krysstale overgår designforventningene.
Den ofte brukte "3W-regelen" i RF-industrien krever at linjeavstanden er minst tre ganger linjebredden. Bare ved å komprimere linjeavstandstoleransen til innenfor ± 0,5 mil kan simuleringsresultatene samsvare fullt ut med den faktiske ytelsen og unngå signalkrysstale mellom tilstøtende kanaler.
Mindre geometriske defekter som 90 graders skarpe hjørner og kanttakkinger i ledninger kan tilsvare små antenner som stråler ut energi utover ved høye frekvenser, forårsaker signallekkasje og introduserer ytterligere elektromagnetisk interferens, som helt må unngås gjennom høypresisjons-etseprosesser.