O controle de perda da placa RF precisa ser implementado em todo o processo de seleção de materiais, otimização de projeto, controle de processo e diagnóstico de falhas. Quando a perda excede o padrão, ela pode ser rapidamente resolvida através do processo de “localização da causa raiz, retificação direcionada e verificação do circuito fechado”.
Seleção de materiais: Reduza a perda de fundação desde a fonte
Frequência de correspondência de substrato: FR-4 pode ser usado abaixo de 1 GHz; Selecione placas de perda média baixa com Df menor ou igual a 0,01 para 1-10GHz; Em cenários de ondas milimétricas acima de 10 GHz, folhas de PTFE de baixo Df, como Rogers RO4350B/5880, devem ser usadas para substituir FR-4, o que pode reduzir a perda dielétrica em mais de 80%.
A folha de cobre reduz a perda de película: em cenários de alta frequência, a folha de cobre de perfil ultrabaixo HVLP/VLP é especificada e a rugosidade da superfície Ra é controlada dentro de 1 μm. A banda de frequência de ondas milimétricas pode reduzir a perda do condutor em mais de 30%.
Escolha uma solução de baixa perda para tratamento de superfície: abandone a pulverização de estanho HASL de alta perda e mude para o processo de deposição de ouro ou prata ENIG para evitar perdas adicionais de condutor introduzidas por camadas espessas de óxido.
Otimização do projeto: suprima perdas adicionais em toda a cadeia
Controle contínuo de impedância: Mantenha estritamente a continuidade da impedância do sistema de 50 Ω, com tolerância de impedância controlada dentro de ± 5% (± 3% em cenários de ondas milimétricas), para evitar perdas de reflexão causadas por alterações na largura da linha e desalinhamento do furo passante, e garantir que a perda de retorno seja menor ou igual a -20dB.
Otimização da estrutura da linha de transmissão: Deve ser dada prioridade ao uso de linhas de faixa (incorporadas entre duas camadas de planos de terra) para as principais linhas de RF, substituindo linhas de microfita de camada representativa para reduzir a perda de radiação em mais de 12dB; A fiação de superfície adota guia de onda coplanar aterrado (GCPW) e vias de aterramento são adicionadas a cada λ/10 em ambos os lados para suprimir ondas de superfície.
Redução de custos de rede correspondente: Se a correspondência do tipo L de estágio único puder ser usada, redes de alta ordem não serão necessárias e a perda de inserção aumentará em cerca de 0,3dB para cada estágio adicional de correspondência LC. Indutores de alto valor Q são preferidos (o valor Q tem um impacto muito maior na perda do que os capacitores) para evitar que indutores de baixo Q "engulam" a energia do sinal.
Otimização extrema de furos passantes: O caminho de RF deve minimizar ao máximo os furos passantes. Quando necessário, escolha uma pequena abertura de 8-12 mil e uma pequena almofada de solda. Use a tecnologia de perfuração posterior para controlar o comprimento da pilha residual em 0,1 mm e eliminar a perda de radiação.
Controle de processo: evite introduzir perdas adicionais durante o processamento
Controle rigorosamente a precisão do circuito: adote o processo de gravação contínua vertical, controle a tolerância da largura e distância da linha dentro de ± 0,5mil, certifique-se de que a área da seção transversal da fiação esteja próxima de um retângulo e evite perda adicional do condutor causada por serrilhados na parede lateral.
Controle de alinhamento entre camadas: O desvio de alinhamento entre camadas de placas multicamadas é controlado dentro de ± 2mil para garantir a sobreposição completa entre a camada de sinal e o plano de aterramento de referência, evitando descontinuidade de impedância causada pelo deslocamento do plano de referência.
Plano rápido de investigação e retificação de perdas excessivas
Localização raiz baseada em módulo: Use o analisador de espectro e o analisador de rede vetorial para dividir a cadeia de sinal de acordo com "nível do sistema → nível do módulo → nível do componente" e localize se a perda está concentrada na placa, fiação, rede correspondente ou links de dispositivos.
Retificação direcionada e rápida:
Se a perda dielétrica exceder o padrão: substitua diretamente a placa de alta frequência de baixo Df na banda de frequência correspondente. A perda de FR-4 em cenários de ondas milimétricas pode chegar a 2dB/polegada e pode ser reduzida para 0,5dB/polegada substituindo o Rogers 5880.
Se a perda de rede correspondente for muito grande: substitua o indutor Q baixo por um indutor Q alto de alta frequência, simplifique a rede correspondente de alta ordem para uma topologia de ordem baixa e a perda de inserção medida pode ser reduzida em mais de 0,5dB.
Se a pilha residual no furo passante causar perda de radiação: execute um processo de perfuração posterior para remover o excesso de colunas ou ajuste diretamente o caminho de roteamento para cancelar o furo passante.
Verificação de malha fechada: Após a retificação, o VNA é usado para medir a perda de inserção e o TDR é usado para varrer a continuidade da impedância de todo o link para garantir que todos os desvios de impedância do nó estejam dentro da faixa permitida, evitando a introdução de novos pontos de perda após a retificação.