Dostosowany projekt układania płytek wysokiej częstotliwości powinien koncentrować się wokół podstawowych celów, takich jak „stabilność impedancji, niskie straty i przeciwdziałanie zakłóceniom”, przy jednoczesnym spełnieniu branżowych wymagań dotyczących wysokiej precyzji wypaczeń mniejszych niż lub równych 0,5% poprzez pełną kontrolę procesu.
Podstawowa metoda projektowania układania płytek wysokiej częstotliwości
Priorytetem jest zapewnienie kompletnej płaszczyzny podłoża
Priorytet warstw geologicznych jest wyższy niż warstw sygnałowych i warstw mocy, dlatego co najmniej jedna główna płaszczyzna uziemienia bez arbitralnej segmentacji powinna zostać zachowana jako jednolity punkt odniesienia dla wszystkich sygnałów o wysokiej częstotliwości.
Zabronione jest wykonywanie długich rowków lub kopanie dziur w warstwach geologicznych, unikanie krzyżowania się linii sygnałowych wysokiej częstotliwości ponad rowkami oraz zapobieganie przepływowi wstecznemu i objazdom powodującym promieniowanie EMI przekraczające normę o więcej niż dziesięć dB.
Warstwa sygnału jest ściśle powiązana z płaszczyzną odniesienia
Każda warstwa sygnału wysokiej częstotliwości musi mieć sąsiadującą płaszczyznę odniesienia, przy ściśle kontrolowanym odstępie międzywarstwowym wynoszącym 0,1-0,2 mm i maksymalnie 0,25 mm.
Zmniejszenie odstępu z 0,3 mm do 0,15 mm może zmniejszyć przesłuch sygnału o wysokiej częstotliwości o ponad 6 dB, znacznie zmniejszając indukcyjność i promieniowanie pętli.
Ściśle przestrzegaj lustrzanej symetrycznej struktury
Wykorzystując środek grubości płyty jako oś, uzyskaj pełną lustrzaną symetrię materiału, grubości i grubości miedzi, unikając stosowania materiałów o wysokiej częstotliwości po jednej stronie i FR-4 po drugiej stronie.
Zalecana struktura warstwowa dla paneli hybrydowych wysokiej częstotliwości to FR-4/płyta główna wysokiej częstotliwości/FR-4, aby przeciwdziałać naprężeniom termicznym.
Scenariusz pasujący do standardowego schematu układania
4-warstwowe rozwiązanie podstawowe (100 MHz-1 GHz): sygnał RF górnej warstwy → druga warstwa kompletna → trzecia warstwa zasilania → dolna warstwa sygnału o niskiej prędkości, kompatybilna z modułami WiFi i innymi scenariuszami.
6-warstwowy schemat o dużej gęstości: warstwa sygnału 1 → płaszczyzna uziemienia 1 → warstwa sygnału 2 → warstwa sygnału 3 → płaszczyzna uziemienia 2 → warstwa sygnału 4. Szybki sygnał rdzenia przechodzi przez środkową linię paska, a dokładność impedancji może osiągnąć ± 3%.
8-warstwowe rozwiązanie o dużej prędkości: Sygnał GND Sygnał PWR GND Sygnał GND Sygnał, kompatybilny z kartami akceleracyjnymi AI i szybkimi łączami powyżej 25 Gb/s.
Impedancja i precyzyjna kontrola
Do obliczenia impedancji należy użyć zmierzonych parametrów szerokopasmowego Dk dostarczonych przez producenta płytki, z pojedynczym zakończeniem docelowym RF wynoszącym 50 Ω i docelowym różnicowym 100 Ω, z tolerancjami kontrolowanymi w zakresie ± 5% i zaostrzonymi do ± 3% w scenariuszach fal milimetrowych.
Priorytetowo należy nadać technologię wiercenia wstecznego w celu wyeliminowania pozostałości otworów przelotowych dla sygnałów powyżej 25 Gb/s. Podczas zmiany warstw dla sygnałów o dużej prędkości należy zapewnić pobliskie otwory uziemiające, aby zmniejszyć zmiany impedancji w ścieżce powrotnej.
Kluczowe punkty dotyczące kontrolowania wypaczeń
Projektowanie zapobiegania i kontroli źródeł
Priorytetowo należy wybrać kombinacje o podobnym współczynniku CTE w osi Z, takie jak Rogers RO4835 (WRC w osi Z 28 ppm/stopień C) i FR-4 (25 ppm/stopień C), które charakteryzują się wysoką kompatybilnością i znacznie zmniejszają ryzyko niedopasowania ciśnienia mieszanego.
Stopień pokrycia miedzią każdej warstwy całej płytki jest kontrolowany na poziomie 30% ~ 70%, a różnica w obszarze miedzi pomiędzy sąsiednimi warstwami jest mniejsza lub równa 20%. Warstwa zasilania/uziemienia wykorzystuje miedź o oczkach 0,2–0,5 mm zamiast litej miedzi, aby zrównoważyć naprężenia na powierzchni płytki.
Wstępna obróbka materiału eliminuje ukryte zagrożenia
Przed prasowaniem materiałów o wysokiej częstotliwości PTFE przeprowadza się obróbkę aktywacji plazmowej w celu zwiększenia energii powierzchniowej z 18-20 mN/m do ponad 72 mN/m, zwiększając siłę wiązania z półutwardzonym arkuszem.
Wszystkie płyty przed prasowaniem należy wypalić i odwilżyć w temperaturze 120 stopni przez 4 godziny, aby uniknąć pogłębienia się nierówności naprężeń międzywarstwowych na skutek odparowania wody w wysokich temperaturach.
Precyzyjna kontrola procesu kompresji
Szybkość nagrzewania jest ściśle kontrolowana w zakresie 1,5–3 stopnia/min i przyjmuje się segmentową, stopniowaną krzywą ściskania: topienie żywicy w temperaturze 80–120 stopni przez 20 minut → sekcja wysokociśnieniowa w temperaturze 150–180 stopni przy 34,3 MPa przez 70 minut → przekrój szczytowy przy 205 stopniach zmniejsza się do 24,5 MPa.
Kontynuuj utrzymywanie wysokiego ciśnienia przez 20 minut w zakresie chłodzenia od 120 stopni do 60 stopni, dokładnie kontroluj szybkość chłodzenia, a 90% wypaczenia występuje w tym zakresie temperatur. Właściwa kontrola tej sekcji może znacznie zmniejszyć odkształcenia.
Postępuj zgodnie ze standardem IPC w celu akceptacji ilościowej
Stopień wypaczenia precyzyjnych scen SMT musi być mniejszy lub równy 0,5%, a zwykłych płyt do montażu powierzchniowego nie powinien przekraczać 0,75%. Zamiast tradycyjnej metody pomiaru wtyku stosuje się metodę skanowania laserowego, aby uzyskać wizualną detekcję danych o wypaczeniach na całej powierzchni płytki.