PCB設計中如何設計混合PCB堆棧共享

雷達評估模塊是設計 PCB 的最佳方法之一。 PCB包含一個完整的毫米波部分，具有射頻路由和高功率傳輸，以及一個具有多個IC的中速數字部分。 我不隸屬于 TI，但我喜歡將此板作為教育工具的主要原因是它展示了一種使用基于 PTFE 的層壓板（例如 Rogers 或 Taconic）來構建商業 RF 產品的方法。 有時，當我們談論使用 PTFE 層壓板或低 Dk 玻璃布層壓板等替代品時，我們并不是在談論使用帶有粘合劑層的昂貴 PTFE 材料或低損耗材料（如 Megtron）來構建整個堆棧。

在某些情況下，完全使用 PTFE 層壓板或低 Dk 層壓板來制造電路板是有意義的。 我用高速背板完成了這項工作，它支持多層上的數十條長互連，帶寬截止頻率約為80 GHz。 當您需要在 15 英寸板空間中的兩個連接器之間路由多個千兆位串行通道時，您需要最大限度地減少損耗，以確保接收器處的信號可以恢復。 然而，在其他情況下，您實際上只需要在一層上使用低損耗層壓板。 這就是混合PCB堆疊的本質，這可能是您PCB更好的選擇。

何時使用混合 PCB 堆疊

選擇材料和規劃堆棧時應出現的第一個問題是：需要什么材料以及應使用多少層？ 假設您已經確定了對低損耗層壓板的需求以及所需的層數，那么是時候考慮是否應使用混合層壓板了。 在多種情況下，您可以考慮在 PCB 中使用具有低損耗層壓板的混合層：

節省成本：去除所有 PTFE 或所有低 DK 的成本可能會很高。 對于原型來說，成本差異并不大，但都是大批量積累的。

低射頻互連數量：如果可以將所有高速/射頻信號放置在一層上，則使用特殊的低損耗層壓板來構建整個堆棧是沒有意義的。 您可以考慮增加電路板尺寸以減少過孔數量并將所有內容放置在低損耗層上。

毫米波設計：只要互連較短，一些運行在ISM頻段或6-7 GHz WiFi的射頻系統就可以在FR4層壓板上正常運行。 一旦達到或更高的車輛雷達頻率，您通常需要低損耗層壓板，除非您的互連線太短而無法實用。

上述層也適用于帶寬很好地擴展到毫米波范圍的數字系統，但要注意低損耗層壓板中的色散。 RF 板材料制造商試圖構建在高 GHz 頻率范圍內具有平坦色散的層壓板系統。 然而，在某些高頻限制之上，色散將再次發生，導致數字信號中出現更多損耗和相位失真。 如果您在高于無色散限制的極高頻率下工作，請務必聯系層壓板供應商以獲取介電常數數據，以便您可以進行準確的阻抗和 S 參數計算。

此外，一些制造商可能會告訴您，由于您將 PWR 和 SIG 相鄰放置在兩個內部層中，因此無法制作此堆棧。 如果董事會很小，那沒關系； 在其跨度達到多U背板尺寸之前，該板不會出現任何彎曲。 如果有必要，還可以使用覆銅來平衡內層。

盡早與您的制造商聯系

如果您已根據損耗要求、板厚度和層數組裝了混合堆棧，則應在開始設計之前將堆棧發送給制造商。 這很重要，因為您的制造商可以確定板材是否會經歷層壓循環而不會分解或分層，因為某些材料需要比其他材料更高的溫度和壓力。 不要害怕盡早聯系制造商，詢問他們關于在復合材料層壓板中使用所需的低損耗層壓板的建議。 請務必給他們：

• 所需層數

• 所需層厚

• 蓋帽低損耗層壓材料

• 包裝層壓材料

嘗試確定哪些需求是必要的，哪些可以擁有，因為您可能需要在某些需求上做出妥協。

添加粘合劑層后，您的制造商可以讓您深入了解成品板的厚度變化。 規劃堆棧時必須考慮到這一點。 您通常不需要擔心粘合層的介電常數，除非您需要對其進行布線。 如果您在頂層設計了低損耗層壓板，則粘合層可能需要位于 L2 和 L3 之間，以便低損耗材料粘附到 FR4 級層壓板。 您的制造商可以為您提供更多相關信息。

提交初步堆棧

即使在創建了初步堆棧之后，您也應該將其發送給制造商，以便他們可以在制造前進行檢查。 有時，您不能任意選擇任何材料系統和低損耗層壓板用于混合層壓板。 您的制造商將有權決定哪些材料可用、哪些交貨時間較短，或者是否必須外包制造。 如果您可以在創建設計的其余部分之前檢查層壓，制造商可以推薦與所需 PCB 層壓工藝兼容的替代材料系統。 他們還可能推薦替代的層壓板厚度，以幫助您滿足整體板厚度要求。

閱讀材料數據表

如果您正在為混合堆棧選擇材料并希望在構建混合堆棧中發揮更積極的作用，請在創建推薦的堆棧之前檢查材料數據表。 盡量匹配CTE值、Tg值、樹脂流動溫度和固化溫度，以確保完全兼容。 您仍應將堆棧發送以供審查，以確?？芍圃煨?。 PCB組裝和PCBA制造商將介紹如何設計混合PCB堆疊進行PCB設計。