Lokacin da aka ciyar da siginar mitar rediyo mai girma/microwave cikin PCB da’ira, asarar da kewayen kanta da kayan da’ira ke haifarwa ba makawa za su haifar da wani adadin zafi. Mafi girman hasara, mafi girman ƙarfin da ke wucewa ta cikin kayan PCB, kuma mafi girman zafi da aka haifar. Lokacin da zafin aiki na kewayawa ya wuce ƙimar ƙima, kewayawa na iya haifar da wasu matsaloli. Misali, sigar aiki na yau da kullun MOT, wanda sananne ne a cikin PCBs, shine matsakaicin zafin aiki. Lokacin da zafin jiki na aiki ya wuce MOT, aiki da amincin da’irar PCB za a yi barazanar. Ta hanyar haɗin ƙirar ƙirar lantarki da ma’aunin gwaji, fahimtar halaye na thermal na RF microwave PCBs na iya taimakawa wajen guje wa lalata ayyukan da’ira da lalata amincin da ke haifar da yanayin zafi.

Fahimtar yadda asarar sakawa ke faruwa a cikin kayan kewayawa yana taimakawa mafi kyawun kwatanta mahimman abubuwan da ke da alaƙa da aikin zafi na da’irori na PCB masu tsayi. Wannan labarin zai ɗauki da’irar layin watsawar microstrip a matsayin misali don tattaunawa game da cinikin da ke da alaƙa da aikin zafi na kewaye. A cikin da’irar microstrip tare da tsarin PCB mai gefe biyu, asara sun haɗa da asarar dielectric, asarar madugu, asarar radiation, da asarar yatsa. Bambanci tsakanin nau’ikan asara daban-daban yana da girma. Tare da ƴan kaɗan, asarar ɗigogi na manyan da’irori na PCB gabaɗaya yayi ƙasa sosai. A cikin wannan labarin, tun da ƙimar hasara mai raguwa ya ragu sosai, za a yi watsi da shi na ɗan lokaci.

Asarar radiyo

Radiation hasara dogara da yawa kewaye sigogi kamar aiki mita, kewaye substrate kauri, PCB dielectric akai (dangi dielectric akai ko εr) da kuma zane shirin. Dangane da tsare-tsaren ƙira, asarar radiation sau da yawa yakan samo asali ne daga mummunan canji na impedance a cikin kewaye ko bambance-bambancen watsawar igiyoyin lantarki a cikin kewaye. Wurin jujjuyawa impedance yawanci ya haɗa da yankin ciyarwar sigina, madaidaicin mataki, stub da cibiyar sadarwa mai dacewa. Ƙirar da’ira mai ma’ana na iya gane canjin impedance mai santsi, don haka rage asarar da’irar. Tabbas, ya kamata a gane cewa akwai yiwuwar rashin daidaituwa na impedance wanda zai haifar da asarar radiation a kowane nau’i na kewaye. Daga ra’ayi na mitar aiki, yawanci mafi girma mita, mafi girma asarar radiation na kewaye.

Ma’auni na kayan kewayawa masu alaƙa da asarar radiation sune galibi dielectric akai-akai da kauri na kayan PCB. Mafi girman ma’aunin kewayawa, mafi girman yiwuwar haifar da asarar radiation; ƙananan εr na kayan PCB, mafi girma asarar radiation na kewaye. Cikakken auna sifofin kayan abu, ana iya amfani da amfani da na’urori na bakin ciki a matsayin hanyar da za a kashe asarar radiation ta hanyar ƙananan kayan kewayawa. Tasirin kauri mai kauri da εr akan asarar hasken kewayawa shine saboda aiki ne mai dogaro da mitar. Lokacin da kauri na da’ira ba ta wuce mil 20 ba kuma mitar aiki ta ƙasa da 20GHz, asarar da’irar ta yi ƙasa sosai. Tunda yawancin ƙirar da’irar da mitocin aunawa a cikin wannan labarin sun kasance ƙasa da 20GHz, tattaunawa a cikin wannan labarin za ta yi watsi da tasirin hasarar radiation akan dumama da’ira.

Bayan yin watsi da asarar hasken da ke ƙasa da 20GHz, asarar shigar da layin watsa layin microstrip ya ƙunshi sassa biyu: asarar dielectric da asarar madugu. Matsakaicin su biyun ya dogara ne akan kauri na madauri. Don ƙananan sassa, asarar madugu shine babban sashi. Don dalilai da yawa, yana da wahala gabaɗaya a iya hasashen asarar madugu daidai. Alal misali, ƙaƙƙarfan saman madugu yana da babban tasiri akan halayen watsawa na igiyoyin lantarki. Ƙaƙƙarfan bangon jan ƙarfe ba kawai zai canza yaɗuwar igiyoyin lantarki ba na da’irar microstrip ba, har ma yana ƙara asarar madugu na kewaye. Saboda tasirin fata, tasirin tagulla mai kauri akan asarar madugu shima ya dogara da mitar. Hoto na 1 yana kwatanta asarar sakawa na 50 ohm microstrip layin watsa layin watsawa dangane da kaurin PCB daban-daban, waɗanda mils 6.6 da mil 10 ne, bi da bi.

25

Hoto 1. Kwatanta 50 ohm microstrip watsa layin da’ira dangane da kayan PCB na kauri daban-daban.

Sakamakon da aka auna da kwaikwayi

Lanƙwasa a cikin Hoto 1 ya ƙunshi sakamakon da aka auna da sakamakon kwaikwayo. Ana samun sakamakon simintin ta amfani da software na lissafin impedance na microwave MWI-2010 na Rogers Corporation. Software na MWI-2010 yana faɗin ma’auni na nazari a cikin takardun gargajiya a fagen ƙirar layin microstrip. Bayanan gwajin da ke cikin Hoto 1 ana samun su ta hanyar bambancin tsayin tsayin mai nazarin hanyar sadarwa na vector. Ana iya gani daga siffa 1 cewa sakamakon kwaikwayo na jimlar asarar hasara sun kasance daidai da sakamakon da aka auna. Ana iya gani daga adadi cewa asarar mai gudanarwa na da’irar bakin ciki (madaidaicin gefen hagu yayi daidai da kauri na 6.6 mil) shine babban ɓangaren asarar shigarwa. Yayin da kauri na kewaye ya karu (kaurin da ke daidai da lankwasa a hannun dama shine 10mil), asarar dielectric da asarar madugu suna zuwa gabatowa, kuma su biyun tare sun zama asarar shigar gabaɗaya.

Samfurin simintin gyare-gyare a cikin Hoto 1 da sigogin kayan da’irar da aka yi amfani da su a cikin ainihin kewaye sune: dielectric akai-akai 3.66, hasara factor 0.0037, da kuma jan karfe saman roughness 2.8 um RMS. Lokacin da aka rage girman fuskar tagulla a ƙarƙashin kayan da’irar guda ɗaya, asarar mai gudanarwa na 6.6 mil da 10 mil da’irori a cikin Hoto 1 za a ragu sosai; duk da haka, tasirin ba a bayyane yake ba don kewayen mil 20. Hoto na 2 yana nuna sakamakon gwaji na kayan kewayawa guda biyu tare da rashin ƙarfi daban-daban, watau Rogers RO4350B™ daidaitaccen kayan kewayawa tare da babban roughness da Rogers RO4350B LoPro™ kayan kewayawa tare da ƙarancin ƙarancin ƙarfi.

Hoto na 2 yana nuna fa’idodin yin amfani da madaidaicin rufin rufin rufin tagulla don aiwatar da da’irori na microstrip. Don ƙwanƙwasa ƙwanƙwasa, yin amfani da foil ɗin tagulla mai santsi na iya rage asarar sakawa sosai. Don 6.6mil substrate, an rage asarar shigarwa ta 0.3 dB a 20GHz saboda amfani da takarda mai laushi; 10mil substrate an rage ta 0.22 dB a 20GHz; da 20mil substrate, an rage asarar shigarwa kawai ta 0.11 dB.

Kamar yadda aka nuna a Hoto na 1 da Hoto na 2, mafi ƙarancin da’irar da’irar, mafi girma asarar shigar da kewaye. Wannan yana nufin cewa lokacin da ake ciyar da da’irar tare da wani adadin wutar lantarki na RF, mafi ƙarancin kewayawa zai haifar da ƙarin zafi. Lokacin da ake auna batun dumama da’ira, a gefe guda, da’ira mai sirara takan haifar da zafi fiye da da’ira mai kauri a manyan matakan wutar lantarki, amma a daya bangaren kuma, da’ira na iya samun ingantacciyar zazzafar zafi ta cikin ma’aunin zafi. Ci gaba da yanayin zafi kadan.

Domin warware matsalar dumama na kewaye, manufa bakin ciki da’ira ya kamata da wadannan halaye: low asarar factor na kewaye abu, m jan karfe bakin ciki surface, low εr da high thermal watsin. Idan aka kwatanta da kayan kewayawa na babban εr, mai sarrafa nisa na irin wannan impedance da aka samu a ƙarƙashin yanayin ƙananan εr na iya zama mafi girma, wanda ke da amfani don rage asarar mai gudanarwa na kewaye. Daga mahangar ɓarkewar zafi na kewaye, kodayake mafi yawan abubuwan da’ira na PCB masu ƙarfi suna da ƙarancin ƙarancin zafi dangane da masu gudanarwa, yanayin yanayin zafi na kayan kewayawa har yanzu yana da matukar mahimmanci.

Tattaunawa da yawa game da ma’aunin zafin jiki na abubuwan da’irar da’ira an yi bayani dalla-dalla a cikin labarin da suka gabata, kuma wannan labarin zai faɗi wasu sakamako da bayanai daga abubuwan da suka gabata. Misali, ma’auni mai zuwa da Hoto na 3 suna da taimako don fahimtar abubuwan da suka danganci aikin zafi na kayan da’ira na PCB. A cikin equation, k shine thermal conductivity (W/m/K), A shine yanki, TH shine zafin jiki na tushen zafi, TC shine yanayin sanyi, kuma L shine nisa tsakanin tushen zafi da tushen sanyi.