Il design personalizzato dell'impilamento delle schede ad alta frequenza dovrebbe ruotare attorno agli obiettivi principali di "stabilità dell'impedenza, basse perdite e anti-interferenza", raggiungendo al contempo i requisiti di alta precisione del settore di deformazione inferiore o uguale allo 0,5% attraverso il controllo completo del processo.
Metodo principale per la progettazione dell'impilamento di schede ad alta frequenza
Dare priorità alla garanzia di un piano di massa completo
La priorità degli strati geologici è superiore a quella degli strati di segnale e di potenza, e almeno un piano di terra principale senza segmentazione arbitraria dovrebbe essere mantenuto come punto di riferimento unificato per tutti i segnali ad alta frequenza.
È vietato realizzare lunghi solchi o scavare buche negli strati geologici, evitare che linee di segnale ad alta frequenza si incrocino da sopra i solchi ed evitare che riflussi e deviazioni causino radiazioni EMI superiori allo standard di oltre dieci dB.
Lo strato del segnale è strettamente accoppiato al piano di riferimento
Ciascuno strato di segnale ad alta frequenza deve avere un piano di riferimento adiacente, con una spaziatura tra gli strati rigorosamente controllata di 0,1-0,2 mm e un massimo di 0,25 mm.
Riducendo la spaziatura da 0,3 mm a 0,15 mm è possibile ridurre la diafonia del segnale ad alta frequenza di oltre 6 dB, riducendo significativamente l'induttanza e la radiazione del circuito.
Seguire rigorosamente la struttura simmetrica dello specchio
Utilizzando il centro dello spessore della piastra come asse, ottenere una simmetria speculare completa di materiale, spessore e spessore del rame, evitando l'uso di materiali ad alta frequenza su un lato e FR-4 sull'altro lato.
La struttura sandwich consigliata per i pannelli ibridi ad alta frequenza è FR-4/pannello centrale ad alta frequenza/FR-4 per contrastare lo stress termico.
Scenario corrispondente allo schema di impilamento standard
Soluzione entry-level a 4 strati (100 MHz-1 GHz): segnale RF dello strato superiore → Secondo strato completato → Alimentazione del terzo strato → Segnale a bassa velocità dello strato inferiore, compatibile con moduli WiFi e altri scenari.
Schema ad alta densità a 6 strati: livello del segnale 1 → piano di terra 1 → livello del segnale 2 → livello del segnale 3 → piano di terra 2 → livello del segnale 4. Il segnale principale ad alta velocità viaggia attraverso la linea di striscia centrale e la precisione dell'impedenza può raggiungere ± 3%.
Soluzione ad alta velocità a 8 strati: Segnale GND Segnale PWR Segnale GND Segnale GND, compatibile con schede di accelerazione AI e collegamenti ad alta velocità superiori a 25 Gbps.
Impedenza e tramite controllo preciso
Il calcolo dell'impedenza deve utilizzare i parametri Dk a banda larga misurati forniti dal produttore della scheda, con un target RF a terminazione singola di 50 Ω e un target differenziale di 100 Ω, con tolleranze controllate entro ± 5% e ridotte a ± 3% negli scenari di onde millimetriche.
La priorità dovrebbe essere data all'utilizzo della tecnologia di back drill per eliminare i fori passanti residui per segnali superiori a 25 Gbps. Quando si cambiano gli strati per segnali ad alta velocità, è necessario fornire una messa a terra passante nelle vicinanze per ridurre le variazioni di impedenza nel percorso di ritorno.
Punti chiave per il controllo della deformazione
Prevenzione e controllo delle fonti di progettazione
La priorità dovrebbe essere data alla selezione di combinazioni con CTE asse Z simile, come Rogers RO4835 (CTE asse Z 28 ppm/grado C) e FR-4 (25 ppm/grado C), che hanno un'elevata compatibilità e riducono significativamente il rischio di disadattamento della pressione mista.
Il tasso di copertura del rame di ciascuno strato dell'intera scheda è controllato al 30%~70% e la differenza nell'area di rame tra strati adiacenti è inferiore o uguale al 20%. Lo strato di alimentazione/massa utilizza rame con maglie da 0,2-0,5 mm anziché rame solido per bilanciare lo stress sulla superficie della scheda.
Il pretrattamento del materiale elimina i pericoli nascosti
Prima di pressare i materiali ad alta frequenza in PTFE, viene eseguito il trattamento di attivazione al plasma per aumentare l'energia superficiale da 18-20 mN/m a oltre 72 mN/m, migliorando la forza di adesione con il foglio semipolimerizzato.
Tutte le tavole devono essere cotte e deumidificate a 120 gradi per 4 ore prima della pressatura per evitare di esacerbare le irregolarità dello stress tra gli strati dovute alla vaporizzazione dell'acqua ad alte temperature.
Controllo preciso del processo di compressione
La velocità di riscaldamento è rigorosamente controllata a 1,5~3 gradi/min e viene adottata una curva di compressione a gradini segmentata: fusione della resina a 80~120 gradi per 20 minuti → sezione ad alta pressione a 150~180 gradi a 34,3MPa per 70 minuti → sezione di picco a 205 gradi ridotta a 24,5MPa.
Continuare a mantenere l'alta pressione per 20 minuti nell'intervallo di raffreddamento compreso tra 120 gradi e 60 gradi, controllare accuratamente la velocità di raffreddamento e il 90% della deformazione si verifica in questo intervallo di temperature. Un controllo adeguato di questa sezione può ridurre significativamente la deformazione.
Seguire lo standard IPC per l'accettazione quantitativa
Il grado di deformazione delle scene SMT ad alta precisione deve essere inferiore o uguale allo 0,5% e quello delle normali schede a montaggio superficiale non deve superare lo 0,75%. Il metodo di scansione laser viene utilizzato al posto del tradizionale metodo del tampone per ottenere il rilevamento visivo dei dati di deformazione sull'intera superficie della scheda.