Da sich die Übertragungsfrequenz von Leiterplatten immer weiter in Richtung über 100 GHz bewegt, erreichen Kupferverbindungen jetzt die Leistungsschwelle als die Mainstream-Leiterplattenverbindungstechnologie. Letztendlich können der dielektrische Verlust, die Rauheit der Kupferschicht und die Datenübertragungskapazität ihre Entwicklung behindern. Der Faktor, der den größten Einfluss auf die Leistung der Leiterplattenverbindung hat, ist jedoch das Volumen des Leiters. Andererseits ist die Leistung des Metallwellenleiters besser als die der herkömmlichen Übertragungsleitung, aber er ist sperrig, teuer und nicht eben.
Die Tragfähigkeit ist begrenzt
Dies ist hauptsächlich auf die Breite der Verkabelung zurückzuführen - normalerweise liegt die Breite der Verkabelung zwischen 3 und 7 Mil. Das heißt, der signalführende Umfang der Streifenleitung beträgt 6 bis 14 mil, und der signalführende Umfang der Mikrostreifenübertragungsleitung ist die Hälfte dieses Wertes, und die Seitenwand und die Strombelastung sind nicht enthalten. Aufgrund des Skin-Effekts wird durch Stromverdichtung unabhängig von der Dicke der Kupferschicht die effektive Stromkapazität verringert, indem der Stromfluss zur Außenfläche begrenzt wird.
Der dielektrische Verlust an Substratmaterial ist groß
Der standardmäßige Hochgeschwindigkeits-Materialverlust ist zu groß, und dieses Problem kann mit ähnlichen Medien mit sehr geringem Verlust gelöst werden. Obwohl derzeit die Kosten im Vergleich zu den bestehenden gewöhnlichen Isoliermaterialien zu hoch sind, werden die Kosten der PCB-Produktionsmaterialien wahrscheinlich gesenkt, wenn die PCB-Hersteller sie akzeptieren müssen.
Die Kupferoberfläche ist zu rau, was zu einem Anstieg des Widerstands führt
Bei hohen Frequenzen muss der Strom das gesamte Oberflächenprofil durchqueren, wodurch sich eine zusätzliche Übertragungsstrecke ergibt, und der effektive Widerstand des Kupfers erhöht sich. Dies kann mit glattem Kupfer gelindert werden. Die glatte Kupferfolie muss jedoch in der zweiten Stufe aufgeraut werden, um eine Delamination zu vermeiden.
Die Übertragungskapazität der Signaldaten ist durch Diffusionsverlust begrenzt
Wenn die Taktfrequenz höher als 1 GHz ist, wirken sich praktische Effekte (wie frequenzabhängige Verluste) aus. Sie sind mit kürzeren Anstiegszeiten und längeren Verdrahtungslängen verbunden, beispielsweise mit mehreren seriellen Gigabit-Leitungen. Diese Frequenzkorrelation bewirkt, dass die Anstiegszeit abnimmt und die Bandbreite am oberen Ende des Signals abnimmt, wodurch der Kanal verringert wird, über den Daten übertragen werden. Substratintegrierte Wellenleiter können verwendet werden, um die Bandbreite zu erhöhen, der Wechsel von bekannten Mikrostreifenübertragungsleitungen oder CPWs zu SIWs ist jedoch eine Herausforderung.
