Өндөр давтамжийн/богино долгионы радио давтамжийн дохиог ПХБ-ийн хэлхээ, хэлхээний өөрөө болон хэлхээний материалаас үүссэн алдагдал нь тодорхой хэмжээний дулааныг зайлшгүй үүсгэх болно. Алдагдал их байх тусам ПХБ-ийн материалаар дамжин өнгөрөх хүч ихсэх ба дулааныг үүсгэдэг. Хэлхээний ажиллах температур нь нэрлэсэн утгаас хэтэрсэн тохиолдолд хэлхээ нь зарим асуудал үүсгэж болзошгүй. Жишээлбэл, ПХБ-д сайн мэддэг MOT үйл ажиллагааны ердийн параметр нь хамгийн их ажиллах температур юм. Ашиглалтын температур нь MOT-аас хэтэрсэн тохиолдолд ПХБ-ийн хэлхээний гүйцэтгэл, найдвартай байдалд заналхийлнэ. Цахилгаан соронзон загварчлал болон туршилтын хэмжилтийг хослуулснаар RF-ийн богино долгионы ПХБ-ийн дулааны шинж чанарыг ойлгох нь өндөр температураас үүдэлтэй хэлхээний гүйцэтгэл, найдвартай байдлын доройтлоос зайлсхийхэд тусална.

Хэлхээний материалд оруулах алдагдал хэрхэн үүсдэгийг ойлгох нь өндөр давтамжийн ПХБ хэлхээний дулааны гүйцэтгэлтэй холбоотой чухал хүчин зүйлсийг илүү сайн тайлбарлахад тусална. Энэ нийтлэлд хэлхээний дулааны гүйцэтгэлтэй холбоотой солилцооны талаар ярихын тулд микро туузан дамжуулагчийн хэлхээг жишээ болгон авч үзэх болно. Хоёр талт ПХБ-ийн бүтэцтэй бичил туузан хэлхээнд диэлектрик алдагдал, дамжуулагчийн алдагдал, цацрагийн алдагдал, алдагдлын алдагдал орно. Янз бүрийн алдагдлын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ялгаа их байна. Хэд хэдэн үл хамаарах зүйлээс гадна өндөр давтамжийн ПХБ хэлхээний алдагдал нь ерөнхийдөө маш бага байдаг. Энэ нийтлэлд алдагдсан алдагдлын утга нь маш бага тул одоохондоо үүнийг үл тоомсорлох болно.

Цацрагийн алдагдал

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.

Цацрагийн алдагдалтай холбоотой хэлхээний материалын параметрүүд нь голчлон диэлектрик тогтмол ба ПХБ материалын зузаан юм. Хэлхээний субстрат зузаан байх тусам цацрагийн алдагдал үүсэх магадлал нэмэгддэг; ПХБ материалын εr бага байх тусам хэлхээний цацрагийн алдагдал их байна. Материалын шинж чанарыг иж бүрэн жинлэснээр нимгэн хэлхээний субстратыг ашиглах нь бага εr хэлхээний материалаас үүсэх цацрагийн алдагдлыг нөхөх арга болгон ашиглаж болно. Хэлхээний субстратын зузаан ба εr-ийн хэлхээний цацрагийн алдагдалд үзүүлэх нөлөө нь давтамжаас хамааралтай функц юм. Хэлхээний субстратын зузаан нь 20 миль-ээс хэтрэхгүй, ажлын давтамж нь 20 ГГц-ээс бага байвал хэлхээний цацрагийн алдагдал маш бага байна. Энэ нийтлэл дэх хэлхээний загварчлал, хэмжилтийн ихэнх давтамж нь 20 ГГц-ээс бага байдаг тул энэ нийтлэлийн хэлэлцүүлэг нь хэлхээний халаалтанд цацрагийн алдагдлын нөлөөллийг үл тоомсорлох болно.

20 ГГц-ээс доош цацрагийн алдагдлыг үл тоомсорлосны дараа микро зурвас дамжуулах шугамын хэлхээний оруулгын алдагдал нь диэлектрик алдагдал ба дамжуулагчийн алдагдал гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэ хоёрын эзлэх хувь нь хэлхээний субстратын зузаанаас ихээхэн хамаардаг. Нимгэн субстратын хувьд дамжуулагчийн алдагдал нь гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Олон шалтгааны улмаас дамжуулагчийн алдагдлыг нарийн урьдчилан таамаглахад хэцүү байдаг. Жишээлбэл, дамжуулагчийн гадаргуугийн тэгш бус байдал нь цахилгаан соронзон долгионы дамжуулах шинж чанарт асар их нөлөө үзүүлдэг. Зэс тугалган цаасны гадаргуугийн барзгар байдал нь бичил туузан хэлхээний цахилгаан соронзон долгионы тархалтын тогтмолыг өөрчлөхөөс гадна хэлхээний дамжуулагчийн алдагдлыг нэмэгдүүлэх болно. Арьсны нөлөөгөөр дамжуулагчийн алдагдалд зэс тугалган барзгар байдал нь давтамжаас хамаарна. Зураг 1-д 50 миль ба 6.6 миль хэмжээтэй ПХБ-ийн өөр өөр зузаан дээр суурилсан 10 ом микро туузан дамжуулах шугамын хэлхээний оруулгын алдагдлыг харьцуулсан болно.

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.

Хэлхээний халаалтын асуудлыг шийдэхийн тулд хамгийн тохиромжтой нимгэн хэлхээ нь дараахь шинж чанартай байх ёстой: хэлхээний материалын алдагдлын коэффициент бага, зэсийн нимгэн гадаргуу, εr бага, дулаан дамжуулалт өндөр. Өндөр εr хэлхээний материалтай харьцуулахад бага εr нөхцөлд олж авсан ижил эсэргүүцэлтэй дамжуулагчийн өргөн нь илүү том байж болох бөгөөд энэ нь хэлхээний дамжуулагчийн алдагдлыг бууруулахад тустай. Хэлхээний дулаан дамжилтын үүднээс авч үзвэл өндөр давтамжийн ПХБ хэлхээний субстратуудын ихэнх нь дамжуулагчтай харьцуулахад маш муу дулаан дамжуулалттай байдаг ч хэлхээний материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь маш чухал үзүүлэлт хэвээр байна.

Хэлхээний субстратын дулаан дамжилтын талаархи олон хэлэлцүүлгийг өмнөх нийтлэлүүдэд боловсруулсан бөгөөд энэ нийтлэлд өмнөх нийтлэлүүдийн зарим үр дүн, мэдээллийг иш татах болно. Жишээлбэл, дараах тэгшитгэл болон Зураг 3 нь ПХБ хэлхээний материалын дулааны гүйцэтгэлтэй холбоотой хүчин зүйлсийг ойлгоход тустай. Тэгшитгэлд k нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (Вт/м/К), А нь талбай, TH нь дулааны эх үүсвэрийн температур, TC нь хүйтэн эх үүсвэрийн температур, L нь дулааны эх үүсвэрийн хоорондох зай юм. хүйтэн эх үүсвэр.