在 HDI 板上進(jìn)行高速信號走線時，信號完整性、阻抗匹配和電磁干擾（EMI）等問題是我們常面臨的挑戰(zhàn)。其中，介電常數(shù)（Dk）、介質(zhì)損耗角正切（Df）和特性阻抗等參數(shù)對信號傳輸影響重大。例如，常規(guī) FR-4 材料的 Dk 約為 4.4，Df 在 0.02 左右，而低損耗的 PTFE 材料 Dk 可低至 2.2，Df＜0.005，能顯著降低信號傳輸損耗，但成本會增加 3 - 5 倍，且加工工藝要求更高。
特性阻抗匹配是高速走線的關(guān)鍵。以 10Gbps 速率的差分信號為例，我們需將阻抗嚴(yán)格控制在 100±5Ω。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，線寬、介質(zhì)厚度和銅箔粗糙度的微小變化都會影響阻抗。比如，當(dāng)銅箔粗糙度 RA 從 0.5μm 增加到 1μm 時，信號損耗會增加 15% - 20%。同時，過孔也是影響阻抗的重要因素，每個常規(guī)過孔會引入約 0.2pF 的寄生電容和 5nH 的寄生電感，導(dǎo)致阻抗突變，需采用背鉆工藝去除 Stub（殘樁）以優(yōu)化。
電磁干擾問題在高密度布線中尤為突出。相鄰走線間的串?dāng)_會導(dǎo)致信號畸變，我們通常采用增加走線間距、添加屏蔽地線的方式抑制。但在 HDI 板空間緊張的情況下，這會壓縮布線資源。例如，將線間距從 8mil 增加到 12mil，可使串?dāng)_降低 30%，但布線密度會下降 25%。
在汽車自動駕駛、5G 通信等高頻高速場景中，溫度變化對信號傳輸也有顯著影響。基材的熱膨脹系數(shù)（CTE）與銅箔不匹配時，熱循環(huán)會導(dǎo)致走線應(yīng)力集中，引起阻抗漂移。常規(guī) FR-4 材料 CTE 約 15ppm/℃，而 BT 樹脂材料 CTE 約 8ppm/℃，雖能提升穩(wěn)定性，但成本大幅上升。
綜合來看，應(yīng)對高速信號走線挑戰(zhàn)，需優(yōu)先選用低 Dk、低 Df 材料，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)以保證阻抗匹配。在成本受限項(xiàng)目中，可采用混合材料方案，關(guān)鍵信號層用高性能材料，其他層用常規(guī)材料。同時，通過仿真提前評估信號完整性，優(yōu)化布線方案，平衡性能與成本。
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