1, Keperluan struktur bertindan: Papan Rogers tidak boleh menggunakan struktur "papan empat lapisan biasa".
Ini adalah keperluan teras yang membezakan reka bentuk impedans papan frekuensi tinggi Rogers daripada papan biasa:
Papan empat lapisan biasa ialah papan teras dengan 2/3 lapisan, dan PP (lembaran separuh sembuh) ditekan ke atas dan ke bawah untuk mengawal impedans luar. Walau bagaimanapun, PP mempunyai ketebalan yang tidak stabil dan aliran pelekat tidak sekata semasa pengisian mampatan, yang boleh menyebabkan hanyut galangan di lapisan luar dan tidak sesuai untuk papan frekuensi tinggi-Rogers.
Pendekatan yang betul adalah dengan menggunakan "struktur papan dwi teras": iaitu, medium rujukan untuk garis impedans luar disediakan oleh papan teras, kerana ketebalan medium di tengah papan teras adalah stabil dan boleh dikawal, yang boleh memastikan kestabilan isyarat garis impedans luar.
Ketebalan papan teras dan ketebalan medium perantaraan boleh dilaraskan, tetapi lebar garis impedans/jarak talian mesti dilaraskan bersama tindanan, dan tidak boleh diubah tanpa mengubah lebar talian.
Dua contoh biasa tindanan impedans papan frekuensi tinggi Rogers- (mengambil RO4350B, Dk=3.48 sebagai contoh):
Kedua-dua papan bermuka dua-dan lapisan atas dan bawah mempunyai garis isyarat: L1/L2 dan L3/L4 masing-masing menggunakan papan teras RO4350B 0.254mm, dengan bahagian tengah diisi dengan sederhana 0.1+0.73+0.1mm.
Hanya lapisan atas (atau bawah) yang mempunyai garis isyarat: RO4350B 0.254mm digunakan untuk lapisan isyarat L1/L2 bersebelahan, dengan isian 0.1+0.73+0.1mm di tengah dan 0.23mm fr4 digunakan untuk L3/L4 di bahagian lain.
Reka bentuk tekanan campuran: Hanya gunakan Rogers untuk lapisan utama yang membawa isyarat-frekuensi/tinggi-tinggi dan gunakan fr4 untuk lapisan kuasa, pembentukan dan lapisan-kelajuan rendah, mengimbangi prestasi dan kos (harga Rogers adalah kira-kira 5-10 kali ganda daripada FR-4). Apabila mencampurkan, susun hendaklah memastikan bahawa lapisan frekuensi tinggi bersebelahan dengan satah rujukan lengkap.
2, Pengiraan Impedans dan Keperluan Simulasi
Ia mesti dikira menggunakan alat profesional dan tidak boleh dianggarkan berdasarkan pengalaman: Kalkulator impedans gelombang mikro MWI (Kalkulator Impedans Mikro Gelombang Mikro) rasmi Rogers mempunyai model parameter bahan yang tepat terbina dalam-(termasuk data tentang perubahan Dk dengan kekerapan); pengilang dan pereka pcb biasanya menggunakan Polar SI9000/SI8000.
Pengiraan harus menggunakan "nilai Dk terukur/kelompok pengilang" untuk menentukur model: walaupun turun naik Dk kumpulan berbeza model yang sama adalah kecil (turun naik kilang Rogers Kurang daripada atau sama dengan ± 0.05), hanyut impedans masih akan berlaku pada frekuensi tinggi. Amalan profesional adalah untuk membetulkan pengiraan berdasarkan nilai Dk yang diukur bagi setiap kelompok.
Pemilihan model: Terdapat perbezaan yang ketara dalam impedans model antara pandu gelombang coplanar, garisan jalur mikro dan garisan jalur (media yang sama/berbeza) - di bawah lebar talian yang sama, galangan garis jalur mikro biasanya 10% hingga 15% lebih tinggi daripada garis jalur (garisan jalur mikro mempunyai media udara dan Dk setara yang lebih rendah). Memilih model yang salah akan mengakibatkan pengiraan yang salah sepenuhnya.
Menggabungkan toleransi ke dalam reka bentuk: Output reka bentuk harus menyediakan julat "lebar garisan ± toleransi → turun naik impedans" dan meninggalkan margin, bukannya hanya memberikan nilai yang ideal.
3, Keperluan reka bentuk pendawaian
Satah tanah rujukan lengkap: Lapisan isyarat frekuensi tinggi-mesti mempunyai satah tanah berterusan sebagai rujukan. Dilarang menggali parit atau memotong satah tanah dengan pendawaian di bawah peranti frekuensi tinggi, jika tidak akan ada perubahan mendadak dalam impedans tempatan.
Pasangan pembezaan: Pendawaian panjang dan jarak sama yang sama (perbezaan panjang biasanya dikawal dalam 5ml), jarak pembezaan S secara langsung menentukan galangan pembezaan - apabila jarak lebih kecil daripada lebar talian, gandingan dipertingkatkan dengan ketara, dan galangan pembezaan jauh lebih rendah daripada galangan hujung tunggal.
Rawatan melalui lubang: Melalui lubang boleh merosakkan impedans tempatan, jadi adalah dinasihatkan untuk menggerudi sesedikit mungkin. Lubang yang tertimbus buta harus diutamakan untuk laluan RF, dan jika perlu, penggerudian belakang harus digunakan untuk mengeluarkan stub untuk mengurangkan pantulan.
Pengasingan: Talian frekuensi tinggi hendaklah disimpan pada jarak yang mencukupi dari bekalan kuasa dan talian analog (biasanya Lebih besar daripada atau sama dengan 3 kali lebar garisan), dan jika perlu, tanah melalui dinding (Melalui Pagar) hendaklah ditambah untuk menyekat crosstalk.
7, Keperluan untuk penyelarasan impedans dalam proses pembuatan (untuk dipertimbangkan semasa reka bentuk)
Toleransi yang disediakan oleh reka bentuk akhirnya bergantung pada pelaksanaan proses. Apabila memilih papan dan spesifikasi penulisan, kebolehan berikut harus diselaraskan:
Toleransi lebar garisan: Papan frekuensi tinggi-perlu Kurang daripada atau sama dengan ± 0.015mm (kira-kira ± 0.6mil) dan memerlukan pendedahan tulisan langsung laser LDI; Keperluan untuk senario Lebih Besar daripada atau sama dengan 10GHz adalah lebih ketat.
Keseragaman ketebalan dielektrik: IPC-6018C memerlukan toleransi yang lebih baik daripada ± 10%, dan sisihan ketebalan dielektrik untuk setiap lapisan papan lapis Rogers harus dikawal dalam ± 0.01mm.
Konsistensi kumpulan Dk: Pilih kumpulan papan yang sama untuk mengelakkan turun naik Dk.
Ujian: Ujian galangan TDR (IPC-TM-650 2.5.5.7, masa kenaikan ujian Kurang daripada atau sama dengan 35ps) perlu dijalankan sebelum meninggalkan kilang. High end memerlukan 100% pemeriksaan penuh dengan laporan ujian impedans dilampirkan. Pautan RF utama hendaklah disahkan untuk kehilangan sisipan/kehilangan pulangan menggunakan VNA.
8, Surat-menyurat antara pemilihan papan dan kekerapan
Premis reka bentuk impedans adalah untuk memilih papan yang betul, yang boleh mencari dengan cepat mengikut kekerapan:
Kurang daripada atau sama dengan 1GHz: FR-4 Konvensional adalah mencukupi (Dk ≈ 4.2);
1-10GHz: Papan frekuensi sederhana hingga tinggi (seperti RO4350B, RO4003C);
Lebih besar daripada atau sama dengan gelombang 10GHz/milimeter (radar 77GHz): Papan frekuensi tinggi (RO3003, RT/duroid 5880 dan bahan ultra-rendah lain) mesti digunakan.