لحل مشكلة فقدان الإشارة للوحات دوائر PCB عالية التردد-، من الضروري التنفيذ المتزامن لثلاثة أبعاد أساسية: اختيار المواد، وتحسين التصميم، والتحكم في العملية، من أجل التحكم في الخسائر المحددة عالية التردد مثل فقدان العزل الكهربائي وفقدان الموصل ضمن النطاق المستهدف.
اختيار المواد الأساسية وخطة تقليل الخسائر
اختيار الركيزة منخفضة الخسارة: يُفضل الركائز عالية التردد بقيمة Df أقل من أو تساوي 0.005، مثل لوحات سلسلة Rogers RO4350B وPTFE، لتحل محل FR-4 العادي (Df أكبر من أو تساوي 0.02) وتقليل فقدان العزل الكهربائي من الجذر.
التحكم في خشونة رقائق النحاس: باستخدام رقائق النحاس منخفضة المستوى (HVLP)، يتم التحكم في خشونة السطح في حدود 0.2 ميكرومتر، مما يمكن أن يقلل من فقدان الموصل الناتج عن تأثير الجلد بأكثر من 30% في نطاق تردد الموجة المليمترية.
مطابقة معلمات ثبات المواد: حدد الألواح ذات تسامح Dk أقل من أو يساوي ± 0.1 ومعدل امتصاص الماء أقل من 0.1% لتجنب التغيرات المفاجئة في ثابت العزل الكهربائي الناتج عن البيئات الرطبة أو تقلبات درجات الحرارة، والتي يمكن أن تؤدي إلى فقدان إضافي للإشارة.
خطة التحسين والحد من الخسائر لتصميم الدوائر
مطابقة صارمة للممانعة: من خلال الحساب الدقيق لعرض الخط، وتباعد الخطوط، وسمك العزل الكهربائي من خلال المحاكاة الكهرومغناطيسية، يمكن تحقيق التحكم المستمر في الممانعات المستهدفة مثل 50 أوم أحادية النهاية و100 أوم تفاضلية، مع التحكم في تفاوتات المعاوقة في حدود ± 10% لتجنب فقدان الطاقة الناتج عن انعكاس الإشارة.
تحسين هيكل الأسلاك: يجب أن تكون خطوط الإشارة عالية التردد قصيرة ومستقيمة قدر الإمكان، وذلك باستخدام زوايا قوسية بزاوية 45 درجة أو دائرية بدلاً من الزوايا القائمة لتقليل تشوه الإشارة الناتج عن الحث الإضافي في الزوايا؛ قم بترتيب الإشارات عالية التردد- في الطبقة الداخلية بالقرب من المستوى الأرضي الكامل واستخدم درع المستوى الأرضي لتقليل فقد الإشعاع.
تحسين تصميم التأريض والارتداد: استخدم تقنية التأريض متعددة-النقاط لتوفير مسار ارتداد منخفض المعاوقة للتيارات عالية التردد-، وتجنب الخسائر الإضافية الناجمة عن التقلبات الأرضية المحتملة؛ ضع مكثفات الفصل بالقرب من دبابيس طاقة الشريحة لتصفية الضوضاء ذات التردد العالي - على خطوط الكهرباء.
مراقبة عمليات التصنيع وخطة تقليل الخسائر
تحكم بدقة في دقة الخط: تأكد من التحكم في تسامح عرض الخط والتباعد ضمن ± 0.5 مل، وتجنب التغييرات المفاجئة في مقاومة الخط، وتقليل الخسائر المحلية أثناء نقل الإشارة.
تحسين محاذاة الطبقة البينية: يتم التحكم في انحراف محاذاة الطبقة البينية للوحات متعددة الطبقات -في حدود ± 2 مل لضمان التداخل بين طبقة الإشارة والمستوى الأرضي المرجعي، ولتجنب انقطاع المعاوقة الناتج عن إزاحة المستوى المرجعي.
المعالجة السطحية منخفضة الخسارة: يجب إعطاء الأولوية لعمليات المعالجة السطحية ذات خشونة السطح المنخفضة، مثل ترسب الفضة والذهب، لتجنب إدخال خسائر موصلات إضافية في نطاق التردد العالي بسبب طبقات الأكسيد السميكة أو الأسطح عالية الخشونة.