高频太赫兹0.08mm线路的插入损耗在28GHz时约为1.2dB/cm,具体分析如下:
一、插入损耗的组成与影响因素
高频太赫兹信号的插入损耗主要由导体损耗和介质损耗构成,且频率越高损耗越显著。在0.08mm线路中:
导体损耗:高频信号的趋肤效应导致电流集中在导体表面,0.08mm线路的电流密度增加,电阻增大,从而引发导体损耗。例如,5G HDI板的线路宽从4G的0.15mm缩减至0.08mm,电流密度增加2倍,趋肤效应导致的导体损耗从0.3dB/cm升至1.2dB/cm。
介质损耗:高频电场作用下,基材分子快速极化产生热量,导致介质损耗。介质损耗与基材的耗散因子(Df)成正比,高频下损耗更显著。例如,28GHz信号在普通FR-4基材中的介质损耗(Df=0.04)是10GHz时的2倍,10cm传输距离的总损耗达15dB(4G仅1.5dB)。
二、0.08mm线路的插入损耗数据
在高频太赫兹频段(如28GHz),0.08mm线路的插入损耗数据如下:
导体损耗:0.08mm线路的导体损耗在28GHz时约为1.2dB/cm。这一数据基于5G HDI板的测试结果,线路宽缩减至0.08mm后,导体损耗显著增加。
介质损耗:介质损耗与基材类型密切相关。采用低损耗基材(如Rogers 5880,Df=0.003)时,28GHz信号的介质损耗仍达2.5dB/cm,比4G场景高5倍。若使用普通FR-4基材,介质损耗将更高。
总插入损耗:综合考虑导体损耗和介质损耗,0.08mm线路在28GHz时的总插入损耗约为3.7dB/cm(导体损耗1.2dB/cm + 介质损耗2.5dB/cm)。但需注意,实际损耗可能因基材类型、线路设计等因素有所差异。
三、降低插入损耗的优化措施
为降低高频太赫兹0.08mm线路的插入损耗,可采取以下优化措施:
选用低损耗基材:采用低耗散因子(Df)的基材,如PTFE(Df=0.001)、LCP(液晶聚合物)或陶瓷填充基材(如Rogers RO3003/RO4003),可显著降低介质损耗。
优化线路设计:通过调整线路宽度、线距等参数,平衡阻抗与邻近效应,减少导体损耗。例如,在28GHz时,差分线线距可设为0.3mm(S=2W),以降低邻近效应导致的损耗。
采用低粗糙度铜箔:选用超光滑铜箔(如VLP铜箔,Ra=0.2-0.3μm),减少铜箔表面粗糙度对导体损耗的影响。例如,采用反转铜箔的5G毫米波PCB在28GHz时,100mm线路的导体损耗可从1.5dB降至0.5dB以下。
改进制造工艺:通过优化蚀刻工艺、控制铜箔厚度等措施,减少线路边缘粗糙度,降低导体损耗。例如,采用“低腐蚀速率+缓蚀剂”蚀刻液,可使线路边缘粗糙度从0.8μm降至0.3μm以下。
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