印制电路外层线路信号完整性研究

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随着第五代通信技术的商业化应用,高频高速信号的传输带来的信号完整性(SignalIntegrity,SI)问题变得越来越突出,除了对印制电路板(PrintedCircuitBoard,PCB)的板级设计、材料介电性能以及精细线路的制作工艺提出了更高的要求之外,表面终饰技术作为印制电路板最后一道化学制程工艺,涂覆层的性能将严重影响印制电路外层线路的信号完整性,因此有关于涂覆层的研究也会变得更加重要。本文利用现有工业批量生产技术,按照预先设计的叠层结构完成高频微波印制电路实验板的制造,通过研究实验板微带线的制作技术来探究微带线的几何构型对其信号完整性的影响,结果表明微带线的线宽对其插损的影响最大,阻焊油墨对微带线的阻抗有降低作用且会显著增加微带线的损耗。低耦合度的差分线对虽然能够促进信号传输的完整性,但同时由于占用面积较大,不适用于高集成度的印制电路板。利用HFSS软件对薄镀层的仿真条件进行了探索,确定了通过在铜层表面定义一个有限导体界面来完成对较薄镀层的仿真。对不同银镀层厚度的微带线进行建模仿真,结果显示阻抗相较于裸铜微带线增大了0.5Ω左右,并且厚度越厚其微带线损耗越大。在上述研究的基础上,优化线路设计,对比微带线在经过表面终饰前后的表面粗糙度、导电性能、线路阻抗、插入损耗等相关参数的变化。研究发现,表面终饰技术能够降低微带线的表面粗糙度,但除了有机可焊性保护膜技术外其他表面终饰技术均会导致微带线的阻抗以及插损的增加。相较于表面终饰之前,在25GHz时经过化学浸银、化学镀镍浸金、化学浸锡三种表面终饰技术处理后的微带线插损分别增加了10.6%、74.6%和10.7%。不同表面终饰技术处理后的微带线的直流电阻值也有不同程度的增加,按照微带线的电阻增量由小到大排列顺序为:OSP
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