Индивидуальная конструкция штабелирования высокочастотных плат должна основываться на основных целях: «стабильность импеданса, низкие потери и защита от помех», при этом обеспечивая высокоточные отраслевые требования к короблению менее или равному 0,5% за счет полного контроля процесса.
Базовый метод проектирования компоновки высокочастотных плат
Уделяйте приоритетное внимание обеспечению полной заземления
Приоритет геологических слоев выше, чем у сигнальных слоев и слоев мощности, и по крайней мере одна основная плоскость земли без произвольной сегментации должна быть сохранена в качестве единого эталонного эталона для всех высокочастотных сигналов.
Запрещается проделывать длинные канавки или рытья ям в геологических пластах, чтобы избежать пересечения высокочастотных сигнальных линий над канавками, а также предотвратить возникновение противотоков и объездов, вызывающих электромагнитное излучение, превышающее стандарт более чем на десять дБ.
Сигнальный слой тесно связан с опорной плоскостью.
Каждый слой высокочастотного сигнала должен иметь прилегающую опорную плоскость со строго контролируемым межслоевым расстоянием 0,1-0,2 мм и не более 0,25 мм.
Уменьшение расстояния с 0,3 мм до 0,15 мм может уменьшить перекрестные помехи высокочастотных сигналов более чем на 6 дБ, что значительно снижает индуктивность контура и излучение.
Строго соблюдайте зеркально-симметричную структуру.
Используя центр толщины пластины в качестве оси, добейтесь полной зеркальной симметрии материала, толщины и толщины меди, избегая использования высокочастотных материалов с одной стороны и FR-4 с другой стороны.
Рекомендуемая сэндвич-структура для высокочастотных гибридных панелей — FR-4/высокочастотная сердцевинная плита/FR-4 для противодействия термическому напряжению.
Сценарий, соответствующий стандартной схеме штабелирования
4-уровневое решение начального уровня (100 МГц–1 ГГц): РЧ-сигнал верхнего уровня → завершенный второй уровень → источник питания третьего уровня → низкоскоростной сигнал нижнего уровня, совместимый с модулями Wi-Fi и другими сценариями.
Шестислойная схема с высокой плотностью: сигнальный слой 1 → земляной слой 1 → сигнальный слой 2 → сигнальный слой 3 → земляной слой 2 → сигнальный слой 4. Основной высокоскоростной сигнал проходит через среднюю полосковую линию, и точность импеданса может достигать ± 3%.
8-уровневое высокоскоростное решение: Сигнал GND Сигнал PWR GND Сигнал GND Сигнал, совместимый с картами ускорения AI и высокоскоростными соединениями со скоростью выше 25 Гбит/с.
Импеданс и точный контроль
При расчете импеданса необходимо использовать измеренные широкополосные параметры Dk, предоставленные производителем платы, с несимметричным целевым ВЧ сопротивлением 50 Ом и дифференциальным целевым сопротивлением 100 Ом, с допусками, контролируемыми в пределах ± 5 % и суженными до ± 3 % в сценариях с миллиметровыми волнами.
Приоритет должен быть отдан использованию технологии обратного сверления для устранения остаточных сквозных отверстий для сигналов со скоростью выше 25 Гбит/с. При смене слоев для высокоскоростных сигналов необходимо обеспечить близлежащее заземление через отверстия, чтобы уменьшить изменения импеданса на обратном пути.
Ключевые моменты для контроля деформации
Предотвращение и контроль проектных источников
Приоритет следует отдавать комбинациям с аналогичным КТР по оси Z, таким как Rogers RO4835 (КТР по оси Z 28 ppm/градус C) и FR-4 (25 ppm/градус C), которые обладают высокой совместимостью и значительно снижают риск несоответствия давления смеси.
Степень покрытия медью каждого слоя всей платы контролируется на уровне 30–70 %, а разница в площади меди между соседними слоями составляет менее или равна 20 %. В слое питания/земли используется медная сетка с размером ячеек 0,2–0,5 мм вместо сплошной меди, чтобы сбалансировать нагрузку на поверхность платы.
Предварительная обработка материала исключает скрытые опасности
Перед прессованием высокочастотных материалов из ПТФЭ проводится плазменная активационная обработка для увеличения поверхностной энергии с 18-20 мН/м до более 72 мН/м, что повышает прочность сцепления с полуотвержденным листом.
Все плиты перед прессованием следует обжечь и высушить при температуре 120 градусов в течение 4 часов, чтобы избежать усугубления неравномерности межслоевых напряжений из-за испарения воды при высоких температурах.
Точный контроль процесса сжатия
Скорость нагрева строго контролируется на уровне 1,5–3 градуса в минуту, и используется сегментированная ступенчатая кривая сжатия: плавление смолы при 80–120 градусах в течение 20 минут → секция высокого давления при 150–180 градусах и 34,3 МПа в течение 70 минут → пиковая секция при 205 градусах снижается до 24,5 МПа.
Продолжайте поддерживать высокое давление в течение 20 минут в диапазоне охлаждения от 120 до 60 градусов, точно контролируйте скорость охлаждения, и 90% деформации происходит в этом диапазоне температур. Правильный контроль этого участка позволяет существенно снизить деформацию.
Следуйте стандарту IPC для количественной приемки
Степень коробления высокоточных SMT-сцен должна быть меньше или равна 0,5%, а обычных плат для поверхностного монтажа не должна превышать 0,75%. Метод лазерного сканирования используется вместо традиционного метода пробкового калибра для визуального обнаружения данных о короблении по всей поверхности платы.