site logo

ကြိမ်နှုန်းမြင့် PCB ဆားကစ်များ၏ အပူသက်ရောက်မှုကို လေ့လာခြင်း။

မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်း/မိုက်ခရိုဝေ့ဖ် ရေဒီယို ကြိမ်နှုန်း အချက်ပြမှု အတွင်းသို့ ဝင်လာသောအခါ PCB circuit၊ circuit ကိုယ်တိုင်နှင့် circuit material ကြောင့် ဆုံးရှုံးမှုသည် အချို့သော အပူပမာဏကို မလွဲမသွေ ထုတ်ပေးမည်ဖြစ်ပါသည်။ ဆုံးရှုံးမှု ကြီးလေ၊ PCB ပစ္စည်းများမှတဆင့် ပါဝါ တိုးလေလေ၊ အပူထုတ်ပေးလေလေ ဖြစ်သည်။ ဆားကစ်၏လည်ပတ်မှုအပူချိန်သည် သတ်မှတ်ထားသည့်တန်ဖိုးထက်ကျော်လွန်သောအခါ၊ ဆားကစ်သည် ပြဿနာအချို့ကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ PCB များတွင် လူသိများသော ပုံမှန်လည်ပတ်မှုဘောင် MOT သည် အမြင့်ဆုံးလည်ပတ်မှုအပူချိန်ဖြစ်သည်။ လည်ပတ်မှုအပူချိန်သည် MOT ထက်ကျော်လွန်သောအခါ၊ PCB ဆားကစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ခြိမ်းခြောက်လာမည်ဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်သံလိုက်ပုံစံနှင့် စမ်းသပ်တိုင်းတာမှုများ ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် RF မိုက်ခရိုဝေ့ဖ် PCB များ၏ အပူပိုင်းလက္ခဏာများကို နားလည်သဘောပေါက်ခြင်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ဆားကစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းခြင်းနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကျဆင်းခြင်းတို့ကို ရှောင်ရှားရန် ကူညီပေးနိုင်ပါသည်။

ကြိမ်နှုန်းမြင့် PCB ဆားကစ်များ၏ အပူပေးစွမ်းဆောင်မှုဆိုင်ရာ အရေးကြီးသောအချက်များအား circuit ပစ္စည်းများတွင် ထည့်သွင်းမှု ဆုံးရှုံးမှု မည်သို့ဖြစ်ပေါ်သည်ကို နားလည်ရန် ကူညီပေးပါသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် ဆားကစ်၏ အပူပိုင်းစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ပတ်သက်သော အပေးအယူများကို ဆွေးနွေးရန်အတွက် microstrip လိုင်းပတ်လမ်းကို နမူနာအဖြစ် ယူပါမည်။ နှစ်ထပ် PCB ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်မှုပါရှိသော မိုက်ခရိုစထရစ်ပတ်လမ်းတွင် ဆုံးရှုံးမှုများမှာ dielectric ဆုံးရှုံးမှု၊ conductor ဆုံးရှုံးမှု၊ ဓာတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးမှုနှင့် ယိုစိမ့်မှုတို့ ပါဝင်သည်။ ကွဲပြားခြားနားသောဆုံးရှုံးမှုအစိတ်အပိုင်းများအကြားကွာခြားချက်ကြီးမားသည်။ ခြွင်းချက်အနည်းငယ်ဖြင့်၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့် PCB ဆားကစ်များ ယိုစိမ့်မှု ဆုံးရှုံးမှုသည် ယေဘုယျအားဖြင့် အလွန်နည်းပါးသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင်၊ ယိုစိမ့်ဆုံးရှုံးမှုတန်ဖိုးသည် အလွန်နိမ့်သောကြောင့်၊ ၎င်းကို လက်ရှိအချိန်တွင် လျစ်လျူရှုထားမည်ဖြစ်သည်။

ဓါတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးခြင်း။

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.

ဓာတ်ရောင်ခြည် ဆုံးရှုံးမှုနှင့် ပတ်သက်သော circuit ပစ္စည်းများ၏ ကန့်သတ်ချက်များသည် အဓိကအားဖြင့် dielectric constant နှင့် PCB material thickness ဖြစ်သည်။ circuit substrate ပိုထူလေ၊ ဓာတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးမှုဖြစ်စေနိုင်ခြေ ပိုများလေ၊ PCB ပစ္စည်း၏ εr နိမ့်လေ၊ circuit ၏ radiation ဆုံးရှုံးမှု ပိုများလေဖြစ်သည်။ ပြည့်စုံသော အလေးချိန်ရှိသော ပစ္စည်းဝိသေသလက္ခဏာများ၊ ပါးလွှာသော ဆားကစ်အလွှာများကို အသုံးပြုခြင်းသည် low εr circuit ပစ္စည်းများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ဓါတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးမှုကို ထေ့ရန်နည်းလမ်းအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။ ဆားကစ်အလွှာ၏အထူနှင့် circuit radiation ဆုံးရှုံးမှုအပေါ် εr လွှမ်းမိုးမှုသည် ကြိမ်နှုန်း-မူတည်သည့် လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုဖြစ်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။ ဆားကစ်အလွှာ၏အထူသည် 20mil ထက်မကျော်လွန်ဘဲ လည်ပတ်မှုအကြိမ်ရေ 20GHz ထက်နိမ့်သောအခါ၊ circuit ၏ဓါတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးမှုသည် အလွန်နည်းပါးပါသည်။ ဤဆောင်းပါးရှိ ဆားကစ်ပုံစံနှင့် တိုင်းတာမှုအကြိမ်ရေအများစုသည် 20GHz ထက်နိမ့်သောကြောင့်၊ ဤဆောင်းပါးတွင် ဆွေးနွေးမှုသည် circuit heating တွင် ဓာတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးမှု၏ လွှမ်းမိုးမှုကို လျစ်လျူရှုမည်ဖြစ်သည်။

20GHz အောက်ရှိ ဓါတ်ရောင်ခြည်ဆုံးရှုံးမှုကို လျစ်လျူရှုပြီးနောက်၊ မိုက်ခရိုစထရစ် ဂီယာလိုင်း ဆားကစ်ထည့်သွင်းခြင်း ဆုံးရှုံးမှုတွင် အဓိကအားဖြင့် အပိုင်းနှစ်ပိုင်းပါဝင်သည်- dielectric loss နှင့် conductor ဆုံးရှုံးမှု။ နှစ်ခု၏အချိုးအစားသည် အဓိကအားဖြင့် circuit substrate ၏အထူပေါ်တွင်မူတည်သည်။ ပိုမိုပါးလွှာသောအလွှာအတွက်၊ conductor ဆုံးရှုံးမှုသည်အဓိကအစိတ်အပိုင်းဖြစ်သည်။ အကြောင်းအမျိုးမျိုးကြောင့် conductor ဆုံးရှုံးမှုကို တိတိကျကျ ခန့်မှန်းရန် ယေဘုယျအားဖြင့် ခက်ခဲသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ conductor ၏မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများ၏ ထုတ်လွှင့်မှုလက္ခဏာများအပေါ် ကြီးမားသောလွှမ်းမိုးမှုရှိသည်။ ကြေးနီသတ္တုပါး၏ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုသည် မိုက်ခရိုစထရစ်ဆားကစ်၏ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းပျံ့နှံ့မှုကို ပြောင်းလဲစေရုံသာမက ဆားကစ်၏ conductor ဆုံးရှုံးမှုကိုလည်း တိုးစေသည်။ အရေပြားအကျိုးသက်ရောက်မှုကြောင့်၊ conductor ဆုံးရှုံးမှုအပေါ် ကြေးနီသတ္တုကြမ်း၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုသည် ကြိမ်နှုန်းပေါ်တွင်မူတည်ပါသည်။ ပုံ 1 သည် 50 mils နှင့် 6.6 mils အသီးသီးရှိသော PCB အထူများပေါ်မူတည်၍ 10 ohm microstrip ဂီယာလိုင်းဆားကစ်များ ထည့်သွင်းဆုံးရှုံးမှုကို နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။

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.

ဆားကစ်၏အပူပေးသည့်ပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန်အတွက် စံပြပါးလွှာသောပတ်လမ်းသည် အောက်ပါလက္ခဏာများ ရှိသင့်သည်- ဆားကစ်ပစ္စည်း၏နိမ့်ကျခြင်းအချက်၊ ချောမွေ့သောကြေးနီပါးလွှာသောမျက်နှာပြင်၊ အနိမ့်εr နှင့် မြင့်မားသောအပူစီးကူးမှုတို့ဖြစ်သည်။ မြင့်မားသော εr ၏ circuit material နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ အနိမ့် εr အခြေအနေအောက်တွင် ရရှိသော တူညီသော impedance ၏ conductor width သည် ပိုကြီးနိုင်ပြီး circuit ၏ conductor ဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချရန်အတွက် အကျိုးရှိသည်။ circuit heat dissipation ၏ ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် ကြိမ်နှုန်းမြင့် PCB circuit substrate အများစုသည် conductors များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အလွန်ညံ့ဖျင်းသော်လည်း circuit material များ၏ thermal conductivity သည် အလွန်အရေးကြီးသော parameter တစ်ခု ဖြစ်နေဆဲဖြစ်သည်။

အစောပိုင်းဆောင်းပါးများတွင် circuit substrates များ၏ thermal conductivity အကြောင်း ဆွေးနွေးချက်အများအပြားကို အသေးစိတ်ဖော်ပြခဲ့ပြီး၊ ဤဆောင်းပါးသည် အစောပိုင်းဆောင်းပါးများမှ ရလဒ်များနှင့် အချက်အလက်အချို့ကို ကိုးကားပါမည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အောက်ပါညီမျှခြင်း နှင့် ပုံ 3 သည် PCB circuit ပစ္စည်းများ၏ အပူပိုင်းစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် သက်ဆိုင်သည့်အချက်များကို နားလည်ရန် အထောက်အကူဖြစ်စေပါသည်။ ညီမျှခြင်းတွင် k သည် အပူစီးကူးမှု (W/m/K)၊ A သည် ဧရိယာ၊ TH သည် အပူအရင်းအမြစ်၏ အပူချိန်၊ TC သည် အအေးအရင်းအမြစ်၏ အပူချိန်ဖြစ်ပြီး L သည် အပူအရင်းအမြစ်နှင့် အကွာအဝေးဖြစ်သည်။ အအေးအရင်းအမြစ်။