即使最詳盡周密的計(jì)劃可能有時(shí)也會(huì)出錯(cuò)，在高頻電路設(shè)計(jì)中同樣也是如此，它的性能會(huì)受到電路加工過(guò)程的正常容差變化影響。雖然，基于電磁（EM）仿真的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助（CAE）軟件設(shè)計(jì)工具，能夠很好地仿真預(yù)測(cè)不同模型下的電路性能，但是，即使是最好的仿真軟件也無(wú)法預(yù)測(cè)一些常規(guī)電路加工工藝變化帶來(lái)的影響。尤其是鍍銅厚度的偏差和帶來(lái)的導(dǎo)體形狀改變，以及由此產(chǎn)生的邊緣耦合電路性能的改變。

通常印刷電路板（PCB）的電鍍銅厚度都有一定的變化。但由于制造工藝等原因，同一塊材料上的電鍍銅厚度，以及不同材料之間的電鍍銅厚度都會(huì)存在或多或少的誤差。這些電鍍銅厚度的變化，足以影響電路材料上某個(gè)小的區(qū)域內(nèi)的單個(gè)電路的性能，以致影響多個(gè)不同PCB板上相同電路的一致性。電鍍通孔（PTH）通常在介質(zhì)材料的厚度方向（z軸）實(shí)現(xiàn)PCB面板一側(cè)和另一側(cè)的導(dǎo)電連通，或多層板電路中的導(dǎo)體層之間的連接。

在過(guò)孔的側(cè)壁通過(guò)鍍銅來(lái)提高其導(dǎo)電性能。然而，PTH鍍銅工藝既不常規(guī)也不簡(jiǎn)單，不同的工藝過(guò)程可能會(huì)得到鍍銅層的厚度差異。PTH通孔鍍銅的方式是通常采用電解鍍銅方式，即在PCB材料的銅箔上面再增加一層電鍍銅實(shí)現(xiàn)通孔的電氣連接。

這無(wú)形中增加了層壓板的銅箔厚度，整個(gè)材料板上引入了銅箔厚度的變化。單個(gè)板內(nèi)的銅箔厚度變化，會(huì)造成同一張板內(nèi)銅箔厚度的不同。類(lèi)似的，不同板之間銅箔厚度的不均勻，也會(huì)降低批量間同一電路的可重復(fù)性。由于頻率較高時(shí)信號(hào)的波長(zhǎng)會(huì)減小，因此鍍銅厚度的變化，對(duì)毫米波電路的影響要大于低頻電路的影響。但并非所有類(lèi)型的傳輸線(xiàn)受到的影響都是一樣的，例如，RF/微波微帶傳輸線(xiàn)的幅度和相位性能，受PCB鍍銅厚度的影響就很小。但是，包括接地共面波導(dǎo)（GCPW）傳輸線(xiàn)以及具有邊緣耦合特性的微帶傳輸線(xiàn)電路，就會(huì)因?yàn)殄冦~層厚度的過(guò)度變化，導(dǎo)致其RF性能發(fā)生顯著改變。

除非每一處變化都考慮進(jìn)去，否則即使是用最好的電磁仿真軟件工具，也無(wú)法正確預(yù)測(cè)PCB鍍銅厚度對(duì)RF性能（例如，插入損耗和回波損耗）的影響。邊緣耦合電路通過(guò)耦合導(dǎo)體間非常窄的間隙實(shí)現(xiàn)不同程度的耦合。由于間隙的微觀尺寸，耦合側(cè)壁之間的間隙寬度會(huì)因?yàn)殄冦~厚度而發(fā)生改變。松耦合的電路（間隙較大）受到鍍銅厚度變化的影響較小。

隨著耦合線(xiàn)之間的間隙變窄，耦合度增強(qiáng)，尺寸公差對(duì)鍍銅厚度變化的影響增大。具有較厚銅層的邊緣耦合電路，其電路傳輸線(xiàn)的側(cè)壁也會(huì)較高。側(cè)壁高度的不同也會(huì)導(dǎo)致耦合系數(shù)的不同，以及具有不同鍍銅厚度的電路得到的有效介電常數(shù)（Dk）也會(huì)不同。

梯形效應(yīng)鍍銅厚度的變化也會(huì)影響高頻電路導(dǎo)體的物理形態(tài)。出于建模目的，通常假定導(dǎo)體為矩形，從橫截面圖看，導(dǎo)體的寬度沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度方向都保持一致。但是，這是理想的情況。實(shí)際的導(dǎo)體通常呈梯形形狀，在導(dǎo)體的底部即導(dǎo)體與電路介質(zhì)基板的交界處具有最大的尺寸。對(duì)于銅較厚的電路，梯形形狀變得更加嚴(yán)重。導(dǎo)體尺寸的變化會(huì)導(dǎo)致通過(guò)導(dǎo)體的電流密度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致高頻電路的性能發(fā)生變化。這種變化對(duì)電路性能的影響，因不同電路設(shè)計(jì)和傳輸線(xiàn)技術(shù)而不同。標(biāo)準(zhǔn)微帶傳輸線(xiàn)電路的電性能幾乎不會(huì)由于導(dǎo)體的梯形效應(yīng)而發(fā)生很大變化，但具有邊緣耦合特性的電路會(huì)因梯形導(dǎo)體的而產(chǎn)生顯著影響，特別是在較厚的銅層中，這種影響變得更加明顯。對(duì)于具有緊耦合特征的邊緣耦合電路，基于理想矩形導(dǎo)體的計(jì)算機(jī)建模顯示在耦合導(dǎo)體的側(cè)壁上具有較高的電流密度。

但是，如果將導(dǎo)體模型更改為梯形導(dǎo)體，則會(huì)顯示在導(dǎo)體底部出現(xiàn)更大的電流密度，并且電流密度會(huì)隨導(dǎo)體厚度的增加而增加。隨著電流密度的變化，梯形導(dǎo)體的電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。對(duì)于矩形邊緣耦合導(dǎo)體，沿其耦合側(cè)壁的電流密度高，并且導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)有很大一部分在導(dǎo)體間的空氣中。對(duì)于具有梯形形狀的邊緣耦合導(dǎo)體，其側(cè)壁上的電流密度較低，耦合導(dǎo)體之間的空氣所占的電場(chǎng)較少?？諝獾腄k是1，具有更多電場(chǎng)在導(dǎo)體間空氣中的矩形導(dǎo)體的邊緣耦合電路，將導(dǎo)致有效Dk低于具有梯形導(dǎo)體的電路的有效Dk，其在導(dǎo)體周?chē)徒橘|(zhì)材料中具有更多的電場(chǎng)。

由于標(biāo)準(zhǔn)電路制造工藝的原因，PCB上的銅鍍層厚度可能會(huì)在單個(gè)電路板內(nèi)發(fā)生變化，這些銅厚變化的電路性能也會(huì)根據(jù)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和頻率發(fā)生變化。在毫米波頻率下電路的尺寸/波長(zhǎng)較小，厚度變化帶來(lái)的影響顯著。因此，使用電路仿真軟件仿真給定電路材料的性能時(shí)，不僅要嚴(yán)格控制Dk性能，更要事先分析和考慮這些加工工藝帶來(lái)的變化和影響。

編輯：何安