Wann d’Héichfrequenz / Mikrowell Radiofrequenzsignal an d’ PCB Circuit, de Verloscht verursaacht duerch de Circuit selwer an de Circuitmaterial wäert zwangsleefeg eng gewëssen Hëtzt generéieren. Wat méi de Verloscht ass, dest méi héich ass d’Kraaft déi duerch d’PCB-Material passéiert, a wat méi grouss d’Hëtzt generéiert. Wann d’Betribstemperatur vum Circuit den nominelle Wäert iwwerschreift, kann de Circuit e puer Probleemer verursaachen. Zum Beispill ass den typesche Betribsparameter MOT, deen a PCBs bekannt ass, déi maximal Operatiounstemperatur. Wann d’Betribstemperatur de MOT iwwerschreift, gëtt d’Performance an d’Zouverlässegkeet vum PCB Circuit bedroht. Duerch d’Kombinatioun vun elektromagnetescher Modellerung an experimentellen Miessunge kann d’thermesch Charakteristike vun RF Mikrowellen PCBs verstoen hëllefen, Circuit Performance Degradatioun an Zouverlässegkeet Degradatioun verursaacht duerch héich Temperaturen ze vermeiden.

Verstoen wéi d’Insertiounsverloscht a Circuitmaterialien geschitt hëlleft fir déi wichteg Faktoren am Zesummenhang mat der thermescher Leeschtung vun héichfrequenz PCB Circuiten besser ze beschreiwen. Dësen Artikel wäert d’Microstrip Transmissioun Linn Circuit als e Beispill huelen d’Trade-Offs am Zesummenhang mat der thermesch Leeschtung vun der Circuit ze diskutéieren. An engem microstrip Circuit mat enger duebel-dofir PCB Struktur, Verloschter och dielectric Verloscht, Dirigent Verloscht, Stralung Verloscht, an Auswee Verloscht. Den Ënnerscheed tëscht de verschiddene Verloschtkomponenten ass grouss. Mat e puer Ausnahmen ass de Leckverloscht vun héichfrequenz PCB Circuiten allgemeng ganz niddereg. An dësem Artikel, well de Leckverloschtwäert ganz niddereg ass, gëtt et fir de Moment ignoréiert.

Stralungsverloscht

Radiation loss depends on many circuit parameters such as operating frequency, circuit substrate thickness, PCB dielectric constant (relative dielectric constant or εr) and design plan. As far as design schemes are concerned, radiation loss often stems from poor impedance transformation in the circuit or electromagnetic waves in the circuit. The difference in transmission. Circuit impedance transformation area usually includes signal feed-in area, step impedance point, stub and matching network. Reasonable circuit design can realize smooth impedance transformation, thereby reducing the radiation loss of the circuit. Of course, it should be realized that there is the possibility of impedance mismatch leading to radiation loss at any interface of the circuit. From the point of view of operating frequency, usually the higher the frequency, the greater the radiation loss of the circuit.

D’Parameter vu Circuitmaterialien am Zesummenhang mam Stralungsverloscht sinn haaptsächlech dielektresch Konstant a PCB Materialdicke. Wat méi déck de Circuitsubstrat ass, wat méi grouss ass d’Méiglechkeet fir Stralungsverloscht ze verursaachen; wat manner den εr vum PCB-Material ass, dest méi grouss ass de Stralungsverloscht vum Circuit. Iwwergräifend waacht Material Charakteristiken, kann d’Benotzung vun dënn Circuit Substrate benotzt ginn als Wee fir de Stralungsverloscht verursaacht duerch niddereg εr Circuit Materialien ze kompenséieren. Den Afloss vun Circuit Substrat Dicke an εr op Circuit Stralung Verloscht ass well et eng Frequenz-ofhängeg Funktioun ass. Wann d’Dicke vum Circuitsubstrat net méi wéi 20mil ass an d’Betribsfrequenz manner wéi 20GHz ass, ass de Stralungsverloscht vum Circuit ganz niddereg. Well déi meescht Circuitmodelléierungs- a Miessfrequenzen an dësem Artikel manner wéi 20GHz sinn, wäert d’Diskussioun an dësem Artikel den Afloss vum Stralungsverloscht op Circuitheizung ignoréieren.

Nodeems Dir de Stralungsverloscht ënner 20GHz ignoréiert huet, enthält d’Insertiounsverloscht vun engem Microstrip Transmissiounslinn Circuit haaptsächlech zwee Deeler: dielektresch Verloscht an Dirigentverloscht. Den Undeel vun deenen zwee hänkt haaptsächlech vun der Dicke vum Circuitsubstrat of. Fir méi dënn Substrater ass den Dirigentverloscht den Haaptkomponent. Aus ville Grënn ass et allgemeng schwéier den Dirigentverloscht präzis virauszesoen. Zum Beispill, huet d’Uewerfläch roughness vun engem Dirigent e groussen Afloss op d’Transmissioun Charakteristiken vun elektromagnetesche Wellen. D’Uewerflächenrauheet vu Kupferfolie wäert net nëmmen d’elektromagnetesch Wellenverbreedungskonstant vum Mikrostripkrees änneren, awer och den Dirigentverloscht vum Circuit erhéijen. Wéinst dem Hauteffekt ass den Afloss vun der Kupferfolie Rauhheet op den Dirigentverloscht och Frequenz-ofhängeg. Figur 1 vergläicht d’Insertiounsverloscht vu 50 Ohm Mikrostrip-Transmissiounslinnkreesser baséiert op verschiddene PCB-Dicken, déi bzw.

The simulation results are obtained using Rogers Corporation’s MWI-2010 microwave impedance calculation software. The MWI-2010 software quotes the analytical equations in the classic papers in the field of microstrip line modeling. The test data in Figure 1 is obtained by the differential length measurement method of a vector network analyzer. It can be seen from Fig. 1 that the simulation results of the total loss curve are basically consistent with the measured results. It can be seen from the figure that the conductor loss of the thinner circuit (the curve on the left corresponds to a thickness of 6.6 mil) is the main component of the total insertion loss. As the circuit thickness increases (the thickness corresponding to the curve on the right is 10mil), the dielectric loss and the conductor loss tend to approach, and the two together constitute the total insertion loss.

The circuit material parameters used in the simulation model and the actual circuit are: dielectric constant 3.66, loss factor 0.0037, and copper conductor surface roughness 2.8 um RMS. When the surface roughness of the copper foil under the same circuit material is reduced, the conductor loss of the 6.6 mil and 10 mil circuits in Figure 1 will be significantly reduced; however, the effect is not obvious for the 20 mil circuit. Figure 2 shows the test results of two circuit materials with different roughness, namely Rogers RO4350B™ standard circuit material with high roughness and Rogers RO4350B LoPro™ circuit material with low roughness.

For thinner substrates, the use of smooth copper foil can significantly reduce the insertion loss. For the 6.6mil substrate, the insertion loss is reduced by 0.3 dB due to the use of smooth copper foil at 20GHz; the 10mil substrate is reduced by 0.22 dB at 20GHz; and the 20mil substrate, the insertion loss is only reduced by 0.11 dB.

This means that when the circuit is fed with a certain amount of RF microwave power, the thinner the circuit will generate more heat. When comprehensively weighing the issue of circuit heating, on the one hand, a thinner circuit generates more heat than a thick circuit at high power levels, but on the other hand, a thinner circuit can obtain more effective heat flow through the heat sink. Keep the temperature relatively low.

Fir den Heizungsproblem vum Circuit ze léisen, sollt den idealen dënnen Circuit déi folgend Charakteristiken hunn: niddereg Verloschtfaktor vum Circuitmaterial, glat Kupfer dënn Uewerfläch, niddereg εr an héich thermesch Konduktivitéit. Am Verglach mam Circuitmaterial vun héijen εr kann d’Leederbreet vun der selweschter Impedanz, déi ënner dem Bedingung vu nidderegen εr kritt gëtt, méi grouss sinn, wat gutt ass fir den Dirigentverloscht vum Circuit ze reduzéieren. Aus der Perspektiv vun der Circuit Wärmevergëftung, obwuel déi meescht héichfrequenz PCB Circuit Substrate ganz schlecht thermesch Konduktivitéit relativ zu Dirigenten hunn, ass d’Wärmekonduktivitéit vu Circuitmaterial nach ëmmer e ganz wichtege Parameter.

Vill Diskussiounen iwwer d’thermesch Konduktivitéit vu Circuitsubstrater goufen a fréieren Artikelen ausgeschafft, an dësen Artikel wäert e puer Resultater an Informatioun aus fréieren Artikelen zitéieren. Zum Beispill sinn déi folgend Equatioun an Figur 3 hëllefräich fir d’Faktoren am Zesummenhang mat der thermescher Leeschtung vu PCB Circuitmaterialien ze verstoen. An der Equatioun ass k d’Wärmeleitung (W/m/K), A ass d’Gebitt, TH ass d’Temperatur vun der Hëtztquell, TC ass d’Temperatur vun der kaler Quell, an L ass d’Distanz tëscht der Hëtztquell an déi kal Quell.