Kung ang high frequency/microwave radio frequency signal gipakaon sa PCB sirkito, ang pagkawala nga gipahinabo sa sirkito mismo ug ang materyal sa sirkito dili kalikayan nga makamugna ug usa ka gidaghanon sa kainit. Kon mas dako ang pagkawala, mas taas ang gahum nga moagi sa materyal nga PCB, ug mas dako ang kainit nga namugna. Kung ang operating temperatura sa sirkito molapas sa gimarkahan nga kantidad, ang sirkito mahimong hinungdan sa pipila ka mga problema. Pananglitan, ang tipikal nga operating parameter MOT, nga nailhan pag-ayo sa PCBs, mao ang maximum operating temperatura. Kung ang operating temperatura molapas sa MOT, ang pasundayag ug kasaligan sa PCB circuit mahulga. Pinaagi sa kombinasyon sa electromagnetic modeling ug experimental measurements, ang pagsabot sa thermal nga mga kinaiya sa RF microwave PCBs makatabang sa paglikay sa pagkadaot sa performance sa sirkito ug pagkadaot sa kasaligan tungod sa taas nga temperatura.

Ang pagsabut kung giunsa ang pagkawala sa pagsal-ot sa mga materyal sa sirkito makatabang nga mas maayo nga ihulagway ang hinungdanon nga mga hinungdan nga may kalabotan sa thermal performance sa mga high-frequency nga PCB circuit. Kini nga artikulo magkuha sa microstrip transmission line circuit isip usa ka pananglitan aron hisgutan ang mga trade-off nga may kalabutan sa thermal performance sa circuit. Sa usa ka microstrip circuit nga adunay doble nga kilid nga istruktura sa PCB, ang mga pagkawala naglakip sa pagkawala sa dielectric, pagkawala sa konduktor, pagkawala sa radiation, ug pagkawala sa pagtulo. Ang kalainan tali sa lainlaing mga sangkap sa pagkawala dako. Uban sa pipila ka mga eksepsiyon, ang pagkawala sa leakage sa mga high-frequency nga PCB circuits sa kasagaran ubos kaayo. Niini nga artikulo, tungod kay ang kantidad sa pagkawala sa leakage ubos kaayo, kini dili tagdon sa pagkakaron.

Pagkawala sa radyasyon

Ang pagkawala sa radyasyon nagdepende sa daghang mga parameter sa sirkito sama sa frequency sa pag-opera, gibag-on sa substrate sa circuit, kanunay nga dielectric sa PCB (relative dielectric constant o εr) ug plano sa disenyo. Kung hisgutan ang mga laraw sa disenyo, ang pagkawala sa radyasyon kanunay nga naggikan sa dili maayo nga pagbag-o sa impedance sa circuit o mga kalainan sa transmission sa electromagnetic wave sa circuit. Ang dapit sa pagbag-o sa impedance sa sirkito kasagaran naglakip sa signal feed-in area, step impedance point, stub ug matching network. Ang makatarunganon nga disenyo sa sirkito makaamgo sa hapsay nga pagbag-o sa impedance, sa ingon makunhuran ang pagkawala sa radiation sa sirkito. Siyempre, kinahanglan nga maamgohan nga adunay posibilidad sa impedance mismatch nga mosangpot sa pagkawala sa radiation sa bisan unsang interface sa circuit. Gikan sa punto sa panglantaw sa operating frequency, kasagaran mas taas ang frequency, mas dako ang radiation pagkawala sa sirkito.

Ang mga parameter sa mga materyales sa sirkito nga may kalabutan sa pagkawala sa radiation mao ang panguna nga dielectric nga kanunay ug gibag-on nga materyal sa PCB. Ang mas baga nga substrate sa sirkito, mas dako ang posibilidad nga mahimong hinungdan sa pagkawala sa radiation; mas ubos ang εr sa PCB nga materyal, mas dako ang pagkawala sa radiation sa sirkito. Ang komprehensibo nga pagtimbang sa mga kinaiya sa materyal, ang paggamit sa manipis nga mga substrate sa sirkito mahimong magamit ingon usa ka paagi aron mabawi ang pagkawala sa radyasyon tungod sa ubos nga mga materyales sa sirkito sa εr. Ang impluwensya sa gibag-on sa substrate sa circuit ug εr sa pagkawala sa radiation sa circuit tungod kay kini usa ka function nga nagsalig sa frequency. Kung ang gibag-on sa substrate sa sirkito dili molapas sa 20mil ug ang frequency sa operasyon mas ubos kaysa 20GHz, ang pagkawala sa radiation sa circuit gamay ra. Tungod kay ang kadaghanan sa pagmodelo sa sirkito ug mga frequency sa pagsukod niini nga artikulo mas ubos kaysa 20GHz, ang panaghisgot niini nga artikulo dili magtagad sa impluwensya sa pagkawala sa radiation sa pagpainit sa sirkito.

After ignoring the radiation loss below 20GHz, the insertion loss of a microstrip transmission line circuit mainly includes two parts: dielectric loss and conductor loss. The proportion of the two mainly depends on the thickness of the circuit substrate. For thinner substrates, conductor loss is the main component. For many reasons, it is generally difficult to accurately predict conductor loss. For example, the surface roughness of a conductor has a huge influence on the transmission characteristics of electromagnetic waves. The surface roughness of copper foil will not only change the electromagnetic wave propagation constant of the microstrip circuit, but also increase the conductor loss of the circuit. Due to the skin effect, the influence of copper foil roughness on conductor loss is also frequency-dependent. Figure 1 compares the insertion loss of 50 ohm microstrip transmission line circuits based on different PCB thicknesses, which are 6.6 mils and 10 mils, respectively

Gisukod ug simulate nga mga resulta

Ang kurba sa Figure 1 naglangkob sa gisukod nga mga resulta ug mga resulta sa simulation. Ang mga resulta sa simulation makuha pinaagi sa paggamit sa Rogers Corporation’s MWI-2010 microwave impedance kalkulasyon software. Ang MWI-2010 nga software nagkutlo sa analytical equation sa classic nga mga papel sa natad sa microstrip line modeling. Ang datos sa pagsulay sa Figure 1 nakuha pinaagi sa differential length measurement method sa usa ka vector network analyzer. Makita gikan sa Fig. 1 nga ang mga resulta sa simulation sa kinatibuk-ang kurba sa pagkawala sa batakan nahiuyon sa gisukod nga mga resulta. Makita gikan sa numero nga ang pagkawala sa konduktor sa thinner circuit (ang kurba sa wala katumbas sa gibag-on nga 6.6 mil) mao ang nag-unang bahin sa kinatibuk-ang pagkawala sa pagsal-ot. Samtang ang gibag-on sa sirkito nagdugang (ang gibag-on nga katumbas sa kurba sa tuo mao ang 10mil), ang pagkawala sa dielectric ug pagkawala sa konduktor lagmit nga magkaduol, ug ang duha nga magkauban naglangkob sa kinatibuk-ang pagkawala sa pagsulod.

Ang simulation model sa Figure 1 ug ang circuit material parameters nga gigamit sa aktuwal nga circuit mao ang: dielectric constant 3.66, loss factor 0.0037, ug copper conductor surface roughness 2.8 um RMS. Sa diha nga ang nawong roughness sa tumbaga foil ubos sa sama nga sirkito nga materyal nga pagkunhod, ang konduktor pagkawala sa 6.6 mil ug 10 mil sirkito sa Figure 1 nga kamahinungdanon pagkunhod; bisan pa, ang epekto dili dayag alang sa 20 mil nga sirkito. Gipakita sa Figure 2 ang mga resulta sa pagsulay sa duha ka mga materyales sa sirkito nga adunay lain-laing mga kabangis, nga mao ang Rogers RO4350B ™ nga standard nga materyal sa sirkito nga adunay taas nga kabangis ug ang Rogers RO4350B LoPro ™ nga materyal sa sirkito nga adunay ubos nga kabangis.

Sama sa gipakita sa Figure 1 ug Figure 2, ang thinner sa circuit substrate, mas taas ang insertion loss sa circuit. Kini nagpasabot nga kung ang sirkito gipakaon sa usa ka piho nga kantidad sa RF microwave power, ang nipis nga sirkito makamugna og dugang nga kainit. Kung komprehensibo nga gitimbang ang isyu sa pagpainit sa sirkito, sa usa ka bahin, ang usa ka nipis nga sirkito nagpatunghag daghang kainit kay sa usa ka baga nga sirkito sa taas nga lebel sa kuryente, apan sa laing bahin, ang usa ka nipis nga sirkito makakuha og mas epektibo nga pag-agos sa kainit pinaagi sa heat sink. Hupti ang temperatura nga medyo ubos.

Aron masulbad ang problema sa pagpainit sa sirkito, ang sulundon nga manipis nga sirkito kinahanglan adunay mga mosunod nga mga kinaiya: ubos nga pagkawala sa hinungdan sa materyal sa sirkito, hapsay nga tumbaga nga manipis nga nawong, ubos nga εr ug taas nga thermal conductivity. Kung itandi sa materyal sa sirkito nga taas nga εr, ang gilapdon sa konduktor sa parehas nga impedance nga nakuha sa ilawom sa kahimtang nga ubos nga εr mahimong mas dako, nga mapuslanon aron makunhuran ang pagkawala sa konduktor sa sirkito. Gikan sa panan-aw sa pagwagtang sa kainit sa sirkito, bisan kung ang kadaghanan sa mga high-frequency nga PCB circuit substrates adunay dili maayo nga thermal conductivity kalabot sa mga konduktor, ang thermal conductivity sa mga materyales sa circuit usa pa ka hinungdanon nga parameter.

Daghang mga diskusyon bahin sa thermal conductivity sa mga substrate sa sirkito ang gipatin-aw sa naunang mga artikulo, ug kini nga artikulo magkutlo sa pipila ka mga resulta ug impormasyon gikan sa naunang mga artikulo. Pananglitan, ang mosunod nga equation ug Figure 3 makatabang aron masabtan ang mga hinungdan nga may kalabutan sa thermal performance sa PCB circuit nga mga materyales. Sa equation, ang k mao ang thermal conductivity (W/m/K), A ang lugar, TH ang temperatura sa init nga tinubdan, TC ang temperatura sa bugnaw nga tinubdan, ug L ang gilay-on tali sa init nga tinubdan ug ang bugnaw nga tinubdan.