Высокачастотная друкаваная платка

Выкарыстоўвае матэрыялы з нізкімі стратамі (напрыклад, Rogers 4350B), з дапушчальным адхіленнем шырыні лініі ±0,01 мм, дакладнасцю кіравання інтэрвалам паміж сігнальнымі пластамі ±5% і дакладнасцю кіравання імпедансам ±5 Ом.

Базавыя станцыі 5G (24,25–52,6 ГГц), спадарожнікавая сувязь (дыяпазон Ka 26,5–40 ГГц), радар міліметровага дыяпазону (77 ГГц), высакахуткасныя цэнтры апрацоўкі дадзеных (100 Гбіт/с+).

Колькасна ацэньваецца па такіх параметрах, як уносныя страты (＜-3 дБ пры 10 ГГц), страты адлюстравання (＞-20 дБ пры 10 ГГц) і перакрыжаваныя перашкоды (＜-30 дБ).

Звязана з малекулярнай структурай матэрыялу, тэмпературай (Df павялічваецца на 3%-5% на кожныя 10℃ павышэння) і частатой (Df павялічваецца прапарцыянальна квадрату частаты).

Rogers 4350B (Dk=3,48, Df=0,0037), Taconic TLY-5 (Dk=2,2, Df=0,0009), Isola 370HR (Dk=3,6, Df=0,004).

Матэрыялы з нізкім Dk памяншаюць затрымку перадачы (напрыклад, матэрыялы з Dk=2,2 маюць на 25% хутчэйшую затрымку, чым FR-4), а нізкі Df памяншае згасанне сігналу (страты на 70% ніжэйшыя, чым у FR-4, калі Df=0,001).

Водапаглынанне >0,5% прыводзіць да ваганняў Dk, якія перавышаюць 5%. Рэкамендуецца выкарыстоўваць матэрыялы з водапаглынаннем

Для задавальнення патрэб дыяпазону частот 24-100 ГГц аддайце перавагу матэрыялам з Dk

Даданне керамікі з аксіду алюмінію можа павялічыць тэмпературу трываласці матэрыялу да 280℃+ і знізіць каэфіцыент цеплавога пашырэння (КТР) да 2-3 праміле/℃, паляпшаючы стабільнасць пры высокіх тэмпературах.

У традыцыйных працэсах шырыня/адлегласць паміж лініямі ≥50 мкм; у складаных працэсах яна можа дасягаць 30 мкм, што патрабуе ўзгаднення імпедансу.

Выкарыстоўвайце сіметрычнае кладанне з адлегласцю ≤0,1 мм паміж сілавым і зазямляльным пластамі і ≤0,05 мм паміж сігнальным і апорным пластамі для памяншэння электрамагнітных перашкод.

Звычайныя пераходныя адтуліны прыводзяць да страт -3 дБ на частаце 10 ГГц. Выкарыстанне зваротнага свідравання (выдалення лішняй даўжыні адтуліны) можа знізіць страты больш чым на 60%.

Пазбягайце пракладкі пад прамым вуглом (адлюстраванне павялічваецца на 15%), аддавайце перавагу кутам 45°; плошча сігнальнай пятлі кіравання

Выкарыстоўвайце свідраванне CO₂-лазерам (дакладнасць адтуліны ±5 мкм), каб пазбегнуць расслаення пры механічным свідраванні, з шурпатасцю сценак адтуліны Ra ≤ 1,2 мкм.

Выкарыстоўвайце хімічнае медненне + гальванічнае медненне, кантралюйце шурпатасць меднага пласта Rz ≤ 2 мкм, каб паменшыць страты паверхні (страты павялічваюцца на 10% на кожныя 1 мкм павелічэння шурпатасці).

Хімічнае нікелевае иммерсионное золата (ENIG) таўшчынёй 1-3 мкм і кантактным супраціўленнем

Тэмпературу ламінавання неабходна кантраляваць пры Tg матэрыялу +30℃ (напрыклад, тэмпература ламінавання Rogers 4350B 210-230℃), пры ціску 5-8 МПа, каб пазбегнуць расслаення.

Выкарыстоўвайце TDR (рэфлектометр у часовай вобласці) для выяўлення бесперапыннасці імпедансу, рэнтгенаўскі аналіз для выяўлення праз адхіленне становішча (дапушчальна ±0,05 мм) і AOI для вызначэння допускавай шырыні лініі.

Выкарыстоўвайце матэрыялы з нізкім Df, аптымізуйце шурпатасць меднай фальгі (медная фальга RTF мае на 30% меншыя страты, чым медная фальга RA) і скарачайце даўжыню дарожак.

Праверце разрывы імпедансу (напрыклад, пераходныя адтуліны, раздымы), пераканайцеся, што адхіленне імпедансу

Залішняя даўжыня паралельных дарожак выклікае перакрыжаваныя перашкоды. Павелічэнне міжрадковай адлегласці да прынцыпу 3 Вт (W — шырыня лініі) і даданне ізаляцыі ад зямлі можа паменшыць перакрыжаваныя перашкоды на 20 дБ.

Падключыце адпаведнымі рэзістарамі (супраціўленне = імпеданс лініі перадачы) і выкарыстоўвайце паступовыя змены шырыні лініі, каб знізіць каэфіцыент адлюстравання ніжэй за 0,1.

Экранаванне з дапамогай поўнай зазямляльнай плоскасці (зазор

Цеплаправоднасць праз медную фальгу (цеплаправоднасць 398 Вт/мК) складае 70%, матэрыяльная цеплаправоднасць — 20%, а канвекцыя/выпраменьванне — 10%.

Павялічце цеплааддачу за кошт шчыльнасці (≥200/см²), выкарыстоўвайце тоўстую медную фальгу (≥3 унцыі) і спалучайце з радыятарамі, каб знізіць цеплавое супраціўленне на 40%.

Алюмініевая падкладка (170 Вт/мК) > медная падкладка (398 Вт/мК) > звычайны FR-4 (0,35 Вт/мК).

На кожныя 10℃ павышэнне Dk павялічваецца на 0,5–1%, а Df — на 3–5%. Рэкамендаваная рабочая тэмпература складае

Дыяметр адтулін 0,3-0,5 мм, адлегласць паміж імі ≤1 мм для забеспячэння эфектыўных шляхоў цеплаправоднасці і зніжэння цеплавога супраціўлення на 30%.

Выпрабаванне S-параметраў (S11, S21 і г.д.), выпрабаванне імпедансу, выпрабаванне дыэлектрычных страт, выпрабаванне на цыклічную змену тэмпературы (-40℃~125℃, 500 цыклаў).

S11 (страты на адлюстраванне), S21 (страты на ўнясенне). Дыяпазон выпрабавальных частот ахоплівае рабочую паласу з дакладнасцю ±0,5 дБ.

Правядзіце выпрабаванні на вільготнае нагрэў (85℃/85% адноснай вільготнасці, 1000 гадзін) і выпрабаванні ў саляным тумане (5% NaCl, 24 гадзіны), каб праверыць устойлівасць матэрыялу да атмасферных уздзеянняў.

Вымярае форму хвалі адлюстравання, выпраменьваючы ступеністы сігнал для выяўлення разрываў імпедансу з дазволам да 0,1 мм.

Выкарыстоўвайце безэхавыя камеры для праверкі выпраменьвальных выпраменьванняў (≤-40 дБмкВ/м@1 ГГц) і праверкі эфектыўнасці экранавання (>60 дБ).

Выкарыстоўвайце азотную пайку (утрыманне кіслароду

Выбірайце высокачастотныя раздымы, такія як SMA, 2,92 мм, 1,85 мм і г.д., з рабочымі частотамі, якія пакрываюць патрэбны дыяпазон, і ўстаўнымі стратамі

Забяспечце супадзенне імпедансу паміж раздымамі і друкаванымі платамі і ачысціце клемы пасля паяння, каб паменшыць страты на 15%.

Неабходна адпавядаць патрабаванням дыяпазону 24-52 ГГц і вырашаць праблемы цеплааддачы (шчыльнасць магутнасці >10 Вт/см²) і мініяцюрызацыі.

Праходзіць сертыфікацыю AEC-Q200, з рабочай тэмпературай ад -40℃ да 125℃

IPC-4101 (спецыфікацыя асноўнага матэрыялу), IPC-6012 (стандарт прыёмкі цвёрдых плат), IEEE 802.3 (стандарт хуткаснага сігналу).

Адпавядае стандарту MIL-PRF-55110 (мікрахвалевыя схемы), працоўная тэмпература -55℃~125℃, прайшоў выпрабаванні на ўстойлівасць да салянога туману і цвілі.

Адпавядае патрабаванням AEC-Q200 (сертыфікацыя пасіўных кампанентаў) і ISO 26262 (функцыянальная бяспека).

Адпавядае стандарту 3GPP TR 38.810 (абсталяванне базавай станцыі), страты ўносяцца -15 дБ.

Адпавядае NASA-STD-8739.3 (электронныя матэрыялы), прайшоў 1000-гадзіннае выпрабаванне на вільготнае нагрэў, змяненне Dk

Матэрыялы з ультранізкімі стратамі (Df

КТР зніжаны да 1 ppm/℃, цеплаправоднасць павялічана да 100 Вт/мК, пры гэтым захаваны нізкі Dk (2,8).

Гнуткія матэрыялы маюць крыху вышэйшы Dk (3,0-3,5) і на 20%-30% вышэйшы Df, але дазваляюць выконваць трохмернае фрэзераванне.

Экалагічна чыстыя матэрыялы (напрыклад, на аснове льнянога валакна) з Dk=3,2 і Df=0,004, прыдатныя для бытавой электронікі.

Керамічная падкладка Al₂O₃ з Dk=9.8 і цеплаправоднасцю 24 Вт/мК, прыдатная для інтэграцыі сілавых прылад.

Altium Designer, Cadence Allegro, ANSYS HFSS (электрамагнітнае мадэляванне), Keysight ADS (схематычнае мадэляванне).

Пабудуйце 3D-мадэль, задайце параметры матэрыялу і межавыя ўмовы, мадэлюйце S-параметры і размеркаванне поля з памылкай

Выконвае мадэляванне на ўзроўні схемы, аптымізуе ўзгадняльныя сеткі, прагназуе ўносныя страты і страты на адлюстраванне, а таксама падтрымлівае аналіз S-параметраў некалькіх партоў.

Памылка ў межах ±3 Ом, што патрабуе каліброўкі з выкарыстаннем рэальных параметраў працэсу (напрыклад, шурпатасці меднай фальгі, таўшчыні дыэлектрыка).

Карэктуйце размяшчэнне траекторый на аснове размеркавання поля, аптымізуйце ўзгадненне імпедансу з дапамогай сканавання параметраў і ітэратыўна праектуйце для памяншэння страт.

Лазерны свідравальны станок (дакладнасць ±5 мкм), вакуумны ламінатор, высокадакладны траўляльны станок (дапушчальнае адхіленне шырыні лініі ±0,01 мм).

CO₂-лазер падыходзіць для тоўстых дошак (>1 мм) з вялікімі адтулінамі (≥0,3 мм); УФ-лазер падыходзіць для тонкіх дошак (

Ступень вакууму

Каэфіцыент травлення ≥3:1, што забяспечвае бакавую велічыню травлення

Можа выяўляць адхіленне шырыні/інтэрвалу лініі (±0,005 мм), кароткія замыканні/разрывы ланцуга, мінімальны памер дэфекту 0,01 мм.

Адпавядае RoHS 2.0 (абмяжоўвае 6 небяспечных рэчываў, такіх як свінец і ртуць), утрыманне галагенаў

Выкарыстоўвайце бессвінцовы пай, утрыманне цяжкіх металаў 95%).

Атрымліваць медзь шляхам фізічнага драбнення + хімічнага растварэння (узровень здабывання > 98%) і бяспечна апрацоўваць адходы смалы.

Матэрыялы на аснове полімалочнай кіслаты з Dk=3,3 і Df=0,005, хуткасць дэградацыі > 80% на працягу 180 дзён пасля выкарыстання.

Экалагічныя працэсы павялічваюць выдаткі на 10–15 %, але выкананне патрабаванняў дазваляе пазбегнуць рызык штрафаў.

Алгарытмы штучнага інтэлекту аптымізуюць тапалогію маршрутызацыі, скарачаючы час ручнога праектавання на 50% і страты сігналу на 15%.

Дазваляе ствараць складаныя трохмерныя структуры з дакладнасцю выраўноўвання міжслаёвых элементаў ±0,05 мм, але страты матэрыялу ў цяперашні час высокія (Df = 0,01).

Патрабуюцца матэрыялы з ультранізкімі стратамі (Df

Патрабуюцца матэрыялы з Dk

Выкарыстоўвае тэхналогію ўпакоўкі 2.5D/3D для скарачэння шляхоў сігналу і зніжэння страт у сістэме на 30%.

Пазбягайце асяроддзя з высокай тэмпературай і высокай вільготнасцю (тэмпература

Выкарыстоўвайце зваротнае свідраванне для выдалення лішніх пераходных адтулін, пры даўжыні адтуліны ≤1/8λ; выкарыстоўвайце пайку аплаўленнем праз адтуліну для памяншэння паразітнай ёмістасці.

Аддавайце перавагу матэрыялам з нізкім Dk (

Праверце S-параметры з дапамогай аналізатара ланцугоў, патрабуючы S11 ≤ -15 дБ і памылкі характарыстычнага імпедансу ±5 Ом; выкарыстоўвайце рэфлексны рэфлексаметр для назірання каэфіцыента адлюстравання

Таўшчыня дыэлектрычнага пласта 0,05-0,2 мм, шурпатасць меднай фальгі Ra ≤ 0,5 мкм; суседнія пласты размешчаны артаганальна, адлегласць паміж пластамі харчавання і зямлі

Выкарыстоўвайце металічныя экрануючыя кантэйнеры (эфектыўнасць экранавання ≥80 дБ) з шырынёй зазору

Міжрадковы інтэрвал ≥3×шырыня лініі, памылка даўжыні

ENIG забяспечвае гладкую паверхню і нізкія страты; тонкая таўшчыня OSP падыходзіць для высокачастотных прымяненняў, пазбягаючы магнітных страт ад нікелевых слаёў.

Выкарыстоўвайце HFSS/CST для поўнахвалевага электрамагнітнага мадэлявання, каб праверыць SI/PI; выканайце аналіз S-параметраў з разгорткай у ≥10 частотных кропках.

Выбірайце матэрыялы з КТР ≤15 ppm/℃, павялічвайце цеплааддачу за кошт шчыльнасці (≥20/см²) і выкарыстоўвайце металічныя пліты з медным пакрыццём.

Выкарыстоўвайце матэрыялы на аснове PTFE з нізкім Df; аптымізуйце таўшчыню дыэлектрычнага пласта для задавальнення ўмоў рэзанансу λ/4 і зніжэння страт энергіі.

Дапушчальнае адхіленне шырыні лініі ±0,02 мм прыводзіць да змены імпедансу ±3 Ом; дапушчальнае адхіленне таўшчыні дыэлектрыка ±0,01 мм прыводзіць да адхілення Dk ±0,1, што патрабуе строгага кантролю.

Размясціце камбінацыі MLCC (10nF/100nF/1μF) на ўваходзе харчавання; падзяліце пласт харчавання з адлегласцю ≥50 міл паміж даменамі напружання.

Імпеданс кантактаў прыстасавання