La precisió de producció de les línies de transmissió de plaques de RF requereix una precisió extremadament alta. El motiu principal és que en els escenaris de RF, les línies de transmissió de PCB han evolucionat des de "connectors elèctrics" normals fins a components de paràmetres distribuïts bàsics que determinen directament el rendiment del circuit. Les desviacions de mida de microescala s'amplifican per efectes d'alta freqüència, donant lloc a una degradació significativa del rendiment.
A freqüències altes, la longitud d'ona és de la mateixa magnitud que la mida del cable
Com més gran sigui la freqüència del senyal de RF, més curta serà la longitud d'ona. Quan la longitud del cable supera λ/16, s'ha de tractar com una línia de transmissió i ja no es pot tractar com un cable normal.
En l'escenari del radar d'ones mil·límetres muntat en vehicles de 77 GHz, la longitud d'ona del senyal a la placa FR-4 és de només 2,1 mm i el llindar λ/16 és de només 0,13 mm. Qualsevol geometria de cablejat participa directament en el comportament elèctric del circuit.
En aquest punt, fins i tot uns pocs micròmetres de desviació d'amplada de línia poden canviar directament la longitud elèctrica de la línia de transmissió, provocant un canvi de fase i conduint directament a la desviació de l'apunt del feix en sistemes com ara matriu en fase i radar que requereixen una consistència de fase extremadament alta.
La tolerància de precisió de la concordança d'impedància és extremadament estreta
La impedància estàndard de la indústria de 50 Ω és el "contracte de rendiment" dels sistemes de RF, i fins i tot petites desviacions d'impedància poden causar reflexos greus del senyal.
Prenent com a exemple la línia de microstrip de 50 Ω de la placa FR4, per cada canvi de ± 10 μ m en l'amplada de la línia, la impedància es desviarà en ± 2 Ω, donant lloc directament al deteriorament de la pèrdua de retorn.
Si la desviació d'impedància supera el ± 10%, la pèrdua de retorn disminuirà per sota dels 26 dB i la proporció de potència reflectida augmentarà fins al 0,23%, consumint directament el pressupost de l'enllaç, donant lloc a un deteriorament de la xifra de soroll a l'extrem receptor i l'amplificador no pot compensar aquestes pèrdues.
L'efecte de la pèrdua sota la pell és extremadament sensible a la mida
Després que la freqüència superi 1 GHz, el corrent del senyal ja no flueix uniformement a través de la secció transversal del conductor, sinó que es concentra en una capa fina al nivell del micròmetre de la superfície del conductor.
La profunditat de la pell del senyal de 2,4 GHz al conductor de coure és de només 1,3 μ m, i a 77 GHz, la profunditat de la pell és inferior a 0,4 μ m. Petits canvis en la desviació de l'amplada de la línia, la rugositat de la làmina de coure i la corrosió lateral del gravat poden augmentar significativament la longitud real del camí actual del conductor, provocant una pèrdua addicional d'inserció d'alta freqüència.
En els escenaris d'ones mil·límetres, una diferència de pèrdua de 0,07 dB/cm afecta directament el rang de detecció del radar, la qual cosa requereix que la rugositat de la vora de la línia de transmissió es controli dins de 0,5 μ m, que no es pot complir amb els processos PCB ordinaris.
Control precís de la diafonia i la radiació electromagnètica
La força d'acoblament del camp electromagnètic entre línies adjacents a altes freqüències està directament relacionada amb la relació entre l'interlineat i la distància de retorn al terra. Fins i tot les petites desviacions d'espai poden fer que la diafonia superi les expectatives del disseny.
La "regla 3W" que s'utilitza habitualment a la indústria de RF requereix que l'interlineat sigui almenys tres vegades l'amplada de la línia. Només comprimint la tolerància d'espaiat entre línies fins a ± 0,5 mil, els resultats de la simulació poden coincidir completament amb el rendiment real i evitar la diafonia del senyal entre canals adjacents.
Els defectes geomètrics menors, com les cantonades afilades de 90 graus i les serres de les vores del cablejat, poden ser equivalents a antenes petites que irradien energia cap a l'exterior a altes freqüències, provocant fuites de senyal i introduint interferències electromagnètiques addicionals, que s'han d'evitar completament mitjançant processos de gravat d'alta precisió.