Dema ku sînyala frekansa radyoyê ya bi frekansa bilind/microwave tê vedan PCB çerxa, wendabûna ku ji hêla çerxa xwe û maddeya çerxerê ve çêdibe bê guman dê mîqdarek germê çêbike. Wendabûn çiqas mezintir be, ew qas hêza ku di nav materyalê PCB re derbas dibe, û germahiya ku tê hilberandin mezintir dibe. Dema ku germahiya xebitandinê ya dorpêçê ji nirxa binavkirî derbas dibe, dibe ku çerx bibe sedema hin pirsgirêkan. Mînakî, pîvana xebitandinê ya tîpîk MOT, ku di PCB-yan de baş tê zanîn, germahiya xebitandinê ya herî zêde ye. Dema ku germahiya xebitandinê ji MOT-ê derbas bibe, performans û pêbaweriya çerxa PCB-ê dê were tehdîd kirin. Bi tevhevkirina modela elektromagnetîk û pîvandinên ceribandî, têgihîştina taybetmendiyên germî yên PCB-yên mîkropêla RF dikare bibe alîkar ku ji xirabûna performansa çerxê û hilweşîna pêbaweriyê ya ku ji hêla germahiyên bilind ve hatî çêkirin dûr bixin.

Fêmkirina ka windakirina têketinê çawa di materyalên dorpêçê de çêdibe dibe alîkar ku meriv faktorên girîng ên ku bi performansa germî ya çerxên PCB-ya frekansa bilind ve girêdayî ne çêtir werin rave kirin. Ev gotar dê dorhêla xeta veguheztina mîkroşê wekî mînakek bigire da ku li ser bazirganiya ku bi performansa germî ya çerxê ve girêdayî ye nîqaş bike. Di pêvekek mîkroşiya bi avahiyek PCB-ya dualî de, windahî di nav de windabûna dielektrîkê, windabûna rêgir, windabûna tîrêjê, û windabûna leaksiyonê de ne. Cûdahiya di navbera pêkhateyên cûda yên windabûnê de mezin e. Digel çend îstîsnayan, windabûna levkirina çerxên PCB-ya frekansa bilind bi gelemperî pir kêm e. Di vê gotarê de, ji ber ku nirxa windabûna leaksiyonê pir kêm e, ew ê ji bo demê were paşguh kirin.

windabûna radyasyonê

Windabûna tîrêjê bi gelek parametreyên tîrêjê ve girêdayî ye, wekî frekansa xebitandinê, qalindahiya substrata dorhêlê, domdariya dielektrîkî ya PCB (berdewamiya dielektrîkî ya têkildar an εr) û plansaziya sêwiranê. Bi qasî ku nexşeyên sêwiranê têkildar in, windabûna radyasyonê bi gelemperî ji veguheztina impedansê ya belengaz di çerxê de an cûdahiyên di veguheztina pêlên elektromagnetîk de di çerxê de tê. Qada veguherîna impedansê ya dorhêlê bi gelemperî qada xwarina sînyalê, xala impedansê ya gavê, stû û tora lihevhatinê vedihewîne. Sêwirana dorhêla maqûl dikare veguherîna impedansê ya bêkêmasî pêk bîne, bi vî rengî windabûna tîrêjê ya dorpêçê kêm bike. Bê guman, divê were fêhm kirin ku îhtîmala nehevsengiya impedansê heye ku bibe sedema windabûna radyasyonê li her navbeynkariya çerxê. Ji hêla frekansa xebitandinê ve, bi gelemperî her ku frekansa bilindtir be, windabûna tîrêjê ya dorpêçê jî ew qas mezintir e.

Parametreyên materyalên dorpêçê yên ku bi windabûna tîrêjê ve girêdayî ne bi gelemperî domdar a dielektrîkî û qalindahiya materyalê PCB ne. The substrate circuit stûrtir, mezintir îhtîmala sedema windabûna tîrêjê; er ya maddeya PCB çiqas kêmtir be, windabûna tîrêjê ya çerxê ew qas mezintir dibe. Taybetmendiyên materyalê yên bi berfirehî bi giranî, karanîna substratên tîrêjê yên zirav dikare wekî rêyek were bikar anîn da ku windabûna tîrêjê ya ku ji hêla materyalên çerxa εr kêm ve hatî çêkirin were bikar anîn. Bandora qalindahiya substratê û εr li ser windabûna tîrêjê ya derdorê ji ber ku ew fonksiyonek bi frekansê ve girêdayî ye. Dema ku qalindahiya substratê dorhêlê ji 20 milî derbas neke û frekansa xebitandinê ji 20 GHz kêmtir be, windabûna tîrêjê ya dorpêçê pir kêm e. Ji ber ku di vê gotarê de piraniya frekansên modelkirin û pîvandinê yên di vê gotarê de ji 20GHz kêmtir in, nîqaşa di vê gotarê de dê bandora windabûna tîrêjê li ser germkirina dorpêçê paşguh bike.

Piştî guhnedana windabûna tîrêjê ya li jêr 20 GHz, windakirina têketina dorhêlek xeta veguheztinê ya mîkro bi giranî du beş vedihewîne: windabûna dielektrîkê û windabûna rêgir. Rêjeya her duyan bi giranî bi qalindahiya substratê dor ve girêdayî ye. Ji bo substratên ziravtir, windabûna gîhayê hêmana sereke ye. Ji ber gelek sedeman, bi gelemperî dijwar e ku meriv bi rastî windabûna rêwerzan pêşbîn bike. Mînakî, ziravbûna rûbera guhêrbarek bandorek mezin li ser taybetmendiyên veguheztina pêlên elektromagnetîk heye. Zehmetiya rûkala pelika sifir ne tenê dê berdewamiya belavbûna pêla elektromagnetîk a çerxa microstrip biguhezîne, lê di heman demê de windabûna rêgirê ya çerxê jî zêde bike. Ji ber bandora çermê, bandora ziravbûna pelika sifir a li ser windabûna guhêrbar jî bi frekansê ve girêdayî ye. Wêneyê 1 windabûna têketina dorhêlên xeta veguheztinê ya mîkroşiya 50 ohm li ser bingeha qalindiyên PCB yên cihêreng, ku bi rêzê 6.6 mil û 10 mîlî ne, dide ber hev.

25

Figure 1. Berawirdkirina dorhêlên xeta veguheztinê ya mîkroşiya 50 ohm a ku li ser bingeha materyalên PCB yên bi qelewiyên cihêreng

Encamên pîvandin û simulated

Di xêza 1-ê de kêşana encamên pîvandî û encamên simulasyonê dihewîne. Encamên simulasyonê bi karanîna nermalava hesabkirina impedansê ya mîkropêla Rogers Corporation MWI-2010 têne wergirtin. Nermalava MWI-2010 hevkêşeyên analîtîk ên di kaxezên klasîk de di warê modelkirina xeta mîkroşerê de vedibêje. Daneyên îmtîhanê yên di Xiflteya 1-ê de bi rêbaza pîvandina dirêjahiya cihêreng a analîzkerek tora vektorî tê wergirtin. Ji Xiflteya 1-ê tê dîtin ku encamên simulasyonê yên kêşeya windabûna tevahî bi bingehîn bi encamên pîvandî re hevaheng in. Ji jimarê tê xuyang kirin ku windabûna guhêzbar a çerxa ziravtir (çira li milê çepê bi qalindahiya 6.6 mîlî re têkildar e) pêkhateya bingehîn a windabûna tevlêbûnê ye. Her ku stûrbûna şebek zêde dibe (stûrahiya li gorî keviya rastê 10 mil e), windabûna dielektrîkê û windabûna guhêrbar nêzîk dibe, û her du bi hev re windabûna tevlêbûnê pêk tînin.

Modela simulasyonê ya di Xiflteya 1-ê de û pîvanên maddî yên çerxê yên ku di çerxa rastîn de têne bikar anîn ev in: domdariya dîelektrîkê 3.66, faktora windabûnê 0.0037, û ziraviya rûbera rêgirê sifir 2.8 um RMS. Dema ku zexmiya rûbera pelika sifir a di binê heman materyalê çerxê de kêm bibe, windabûna rêgezên 6.6 mîlî û 10 mîlî di Figure 1 de dê bi girîngî kêm bibe; lebê, bandor ne diyar e ji bo 20 circuit mil. Wêneyê 2 encamên ceribandinê yên du materyalên çerxê yên bi ziraviya cihêreng nîşan dide, bi navgîniya Rogers RO4350B™ materyalê çerxa standard a bi ziraviya bilind û materyalê çemê Rogers RO4350B LoPro™ bi ziraviya kêm.

Xiflteya 2 avantajên karanîna nebatek rûkala felqê ya sifir a xweş ji bo pêvajokirina çerxên mîkroşerê nîşan dide. Ji bo substratên ziravtir, karanîna pelika sifir a nerm dikare windabûna têketinê bi girîngî kêm bike. Ji bo substratê 6.6milî, ji ber karanîna pelika sifir a nerm, windabûna têketinê li 0.3GHz 20 dB kêm dibe; substrate 10mil bi 0.22 dB li 20GHz kêm dibe; û substrata 20 milî, windakirina têketinê tenê bi 0.11 dB kêm dibe.

Wekî ku di Xiflteya 1 û Xiflteya 2-ê de tê xuyang kirin, çi qas substrata çerxê ziravtir bibe, ew qas windabûna têketina çerxê bilindtir dibe. Ev tê vê wateyê ku dema ku çerxek bi mîqdarek hêza mîkropêla RF-ê tê xwarin, ew qas ziravtir dê germê zêde çêbike. Dema ku bi berfirehî mijara germkirina dorhêlê tê pîvandin, ji aliyekî ve, dorhêlek ziravtir di astên hêza bilind de ji dorhêlek qalind zêdetir germê çêdike, lê ji hêla din ve, pêvekek ziravtir dikare di nav germê de herikîna germê ya bi bandortir bistîne. Germahiya nisbeten nizm bigire.

Ji bo ku pirsgirêka germkirina dorpêkê were çareser kirin, pêdivî ye ku çerxa zirav ya îdeal xwedî taybetmendiyên jêrîn be: faktora windabûna kêm a materyalê çemberê, rûbera zirav ya sifir, εr kêm û gerîdeya germî ya bilind. Li gorî materyalê gerîdeyê ya bilind εr, firehiya gîhayê ya heman impedansê ya ku di bin şerta εr ya nizm de hatî wergirtin dikare mezintir be, ku ji bo kêmkirina windabûna gerîdeyê ya çerxê sûdmend e. Ji perspektîfa belavkirina germa dorhêlê, her çend piraniya substratên dorhêla PCB-ya frekansa bilind li gorî rêgezan xwedan guheztina germî ya pir qels in, lê guheztina germî ya materyalên çerxê hîn jî pîvanek pir girîng e.

Di gotarên berê de gelek nîqaş li ser guheztina germî ya substratên çerxerê hatine berfireh kirin, û ev gotar dê hin encam û agahdariya ji gotarên berê vebêje. Mînakî, hevkêşeya jêrîn û jimar 3 ji bo fêmkirina faktorên ku bi performansa germî ya materyalên çerxa PCB-ê ve girêdayî ne alîkar in. Di hevkêşeyê de, k gihandina germê ye (W/m/K), A qad e, TH germahiya çavkaniya germê ye, TC germahiya çavkaniya sar e, L dûrahiya di navbera çavkaniya germê û çavkaniya sar.