1, 스택 구조 요구 사항: Rogers 보드는 "일반 4 레이어 보드" 구조를 사용할 수 없습니다.
이는 Rogers 고주파 보드 임피던스 설계를 일반 보드와 구별하는 핵심 요구 사항입니다.
일반적인 4단 기판은 2/3단의 코어 기판으로 PP(반경화 시트)를 상하로 눌러 외부 임피던스를 조절합니다. 그러나 PP는 압축 충전 중에 두께가 불안정하고 접착제 흐름이 고르지 않아 외부 레이어에 임피던스 드리프트가 발생할 수 있으며 Rogers 고주파수 보드에는 적합하지 않습니다.{3}}
올바른 접근 방식은 "듀얼 코어 보드 구조"를 채택하는 것입니다. 즉, 외부 임피던스 라인에 대한 기준 매체는 코어 보드에서 제공됩니다. 이는 코어 보드 중간에 있는 매체의 두께가 안정적이고 제어 가능하여 외부 임피던스 라인 신호의 안정성을 보장할 수 있기 때문입니다.
코어보드의 두께와 중간매체의 두께는 조절이 가능하지만, 임피던스 선폭/선간격은 스택과 함께 조절되어야 하며, 선폭을 변경하지 않으면 변경할 수 없습니다.
Rogers 고주파수 보드 임피던스 스태킹의 두 가지 일반적인 예(예: RO4350B, Dk=3.48):
양면 보드와 -상단 및 하단 레이어 모두 신호 라인이 있습니다. L1/L2 및 L3/L4는 각각 RO4350B 0.254mm 코어 보드를 사용하고 가운데는 0.1+0.73+0.1mm 미디엄으로 채워져 있습니다.
상단(또는 하단) 레이어에만 신호 라인이 있습니다. 인접한 L1/L2 신호 레이어에는 RO4350B 0.254mm가 사용되고 중간에는 0.1+0.73+0.1mm가 채워지며 반대쪽 L3/L4에는 0.23mm fr4가 사용됩니다.
혼합 압력 설계: 높은-주파수/고속- 신호를 전달하는 주요 레이어에만 Rogers를 사용하고 전력 레이어, 형성 및 저속 레이어에는 fr4를 사용하여 성능과 비용의 균형을 유지합니다(Rogers 가격은 FR-4의 약 5-10배입니다). 혼합 시 적층은 고주파수 레이어가 전체 기준 평면에 인접하도록 해야 합니다.
2, 임피던스 계산 및 시뮬레이션 요구 사항
이는 전문 도구를 사용하여 계산해야 하며 경험을 바탕으로 추정할 수 없습니다. Rogers의 공식 MWI(마이크로파 임피던스 계산기) 마이크로파 임피던스 계산기에는 정확한 재료 매개변수 모델이 내장되어 있습니다.-(주파수에 따라 변하는 Dk 데이터 포함). PCB 제조업체와 설계자는 일반적으로 Polar SI9000/SI8000을 사용합니다.
계산에서는 "제조업체가 측정한/배치 Dk 값"을 사용하여 모델을 교정해야 합니다. 동일한 모델의 여러 배치에 대한 Dk 변동이 작더라도(로저스 공장 변동 ± 0.05 이하), 임피던스 드리프트는 고주파수에서 여전히 발생합니다. 전문적인 관행은 각 배치의 측정된 Dk 값을 기반으로 계산을 수정하는 것입니다.
모델 선택: 동일 평면 도파관, 마이크로스트립 라인 및 스트립 라인(동일/다른 매체) - 사이의 모델 임피던스에는 동일한 라인 폭 아래에 상당한 차이가 있습니다. 마이크로스트립 라인의 임피던스는 일반적으로 스트립 라인의 임피던스보다 10% ~ 15% 더 높습니다(마이크로스트립 라인은 공기 매체를 가지며 등가 Dk가 더 낮습니다). 잘못된 모델을 선택하면 완전히 잘못된 계산이 발생합니다.
설계에 공차 포함: 설계 출력은 단순히 이상적인 값을 제공하는 것이 아니라 "선폭 ± 공차 → 임피던스 변동" 범위를 제공하고 여유를 남겨야 합니다.
3, 배선 설계 요구 사항
완전한 기준 접지면: 고주파-주파수 신호 계층에는 참조로 연속 접지면이 있어야 합니다. 고주파 장치 아래 배선으로 트렌치를 파거나 접지면을 절단하는 것은 금지되어 있습니다. 그렇지 않으면 로컬 임피던스가 갑자기 변경됩니다.
차동 쌍: 엄격하게 동일한 길이 및 등거리 배선(길이 차이는 일반적으로 5ml 이내로 제어됨), 간격이 선폭보다 작을 때 차동 간격 S는 차동 임피던스 -를 직접 결정하며 결합은 크게 향상되고 차동 임피던스는 단일 종단 임피던스의 두 배보다 상당히 낮습니다.
관통 구멍 처리: 관통 구멍은 국부 임피던스를 손상시킬 수 있으므로 가능한 한 적은 수의 구멍을 뚫는 것이 좋습니다. RF 경로에는 막힌 매립 구멍이 우선적으로 적용되어야 하며, 필요한 경우 반사를 줄이기 위해 백 드릴링을 사용하여 스터브를 제거해야 합니다.
절연: 고주파 라인은 전원 공급 장치 및 아날로그 라인과 충분한 거리를 유지해야 하며(일반적으로 선폭의 3배 이상) 필요한 경우 벽을 통한 접지(Via Fence)를 추가하여 누화를 억제해야 합니다.
7, 제조 공정의 임피던스 조정 요구 사항(설계 시 고려)
설계에서 제공하는 허용 오차는 궁극적으로 프로세스 구현에 따라 달라집니다. 보드를 선택하고 사양을 작성할 때 다음 능력을 정렬해야 합니다.
선 폭 공차: 고주파수 보드는 ± 0.015mm(약 ± 0.6mil)보다 작거나 같아야 하며 LDI 레이저 직접 쓰기 노출이 필요합니다. 10GHz 이상 시나리오에 대한 요구 사항은 더 엄격합니다.
유전체 두께의 균일성: IPC-6018C는 ±10% 이상의 공차를 요구하며, 로저스 합판의 층별 유전체 두께 편차는 ±0.01mm 이내로 제어되어야 한다.
Dk 배치 일관성: Dk 변동을 방지하려면 동일한 보드 배치를 선택하십시오.
테스트: 공장을 떠나기 전에 TDR 임피던스 테스트(IPC-TM-650 2.5.5.7, 테스트 상승 시간 35ps 이하)를 수행해야 합니다. 하이엔드는 임피던스 테스트 리포트를 첨부하여 100% 전수검사를 요구합니다. VNA를 사용하여 주요 RF 링크의 삽입 손실/반사 손실을 검증해야 합니다.
8, 보드 선택과 주파수 간의 대응
임피던스 설계의 전제는 주파수에 따라 빠르게 찾을 수 있는 올바른 보드를 선택하는 것입니다.
1GHz 이하: 기존 FR-4이면 충분합니다(Dk ≒ 4.2).
1-10GHz: 중~고주파 보드(예: RO4350B, RO4003C);
10GHz/밀리미터파(77GHz 레이더) 이상: 고주파 보드(RO3003, RT/duroid 5880 및 기타 초{4}}저손실 재료)를 사용해야 합니다.