د لوړ فریکونسۍ PCB سرکټونو د حرارتي اغیزې تحلیل

کله چې د لوړې فریکونسۍ / مایکروویو راډیو فریکوینسي سیګنال په کې تغذیه کیږي مردان سرکټ، هغه زیان چې پخپله د سرکټ لخوا رامینځته کیږي او د سرکټ مواد به په لازمي ډول یو ټاکلی مقدار تودوخه تولید کړي. هرڅومره چې زیان ډیر وي ، د PCB موادو څخه د تیریدو بریښنا لوړه وي ، او د تودوخې تولید ډیر وي. کله چې د سرکټ عملیاتي تودوخه د ټاکل شوي ارزښت څخه زیاته وي ، سرکټ ممکن ځینې ستونزې رامینځته کړي. د مثال په توګه، د عادي عملیاتي پیرامیټر MOT، کوم چې په PCBs کې ښه پیژندل کیږي، اعظمي عملیاتي تودوخه ده. کله چې عملیاتي تودوخه د MOT څخه زیاته وي ، د PCB سرکټ فعالیت او اعتبار به له ګواښ سره مخ شي. د بریښنایی مقناطیسي ماډلینګ او تجربوي اندازه کولو ترکیب له لارې ، د RF مایکروویو PCBs حرارتي ځانګړتیاو پوهیدل کولی شي د لوړ تودوخې له امله د سرکټ فعالیت تخریب او اعتبار تخریب مخه ونیسي.

ipcb

پدې پوهیدل چې څنګه د سرکټ موادو کې د ننوتلو زیان پیښیږي د لوړ فریکونسۍ PCB سرکټونو حرارتي فعالیت پورې اړوند مهم فاکتورونو په ښه توګه تشریح کولو کې مرسته کوي. دا مقاله به د مایکروسټریپ ټرانسمیشن لاین سرکټ د مثال په توګه واخلي ترڅو د سرکټ حرارتي فعالیت پورې اړوند سوداګریز بندونو باندې بحث وکړي. په مایکروسټریپ سرکیټ کې د دوه اړخیز PCB جوړښت سره ، زیانونو کې د ډایالټریک ضایع ، د کنډکټر ضایع ، د وړانګو ضایع کول ، او د لیک ضایع کول شامل دي. د مختلف زیان اجزاو ترمنځ توپیر لوی دی. د یو څو استثناوو سره، د لوړ فریکونسۍ PCB سرکیټونو د لیک ضایع عموما خورا ټیټ دی. په دې مقاله کې، ځکه چې د لیک د ضایع ارزښت خورا ټیټ دی، دا به د وخت لپاره له پامه غورځول شي.

د وړانګو ضایع کول

د وړانګو ضایع په ډیری سرکټ پیرامیټرو پورې اړه لري لکه عملیاتي فریکونسۍ، د سرکټ سبسټریټ ضخامت، د PCB ډای الیکٹرک ثابت (متعلق ډایالټریک ثابت یا εr) او ډیزاین پلان. تر هغه ځایه چې د ډیزاین سکیمونو پورې اړه لري، د وړانګو ضایع اکثرا په سرکټ کې د ضعیف خنډ بدلون یا په سرکټ کې د بریښنایی مقناطیسي څپې لیږد کې توپیرونو څخه رامینځته کیږي. د سرکټ د خنډ بدلولو ساحه معمولا د سیګنال فیډ ان ساحه، د ګام د خنډ نقطه، سټب او میچینګ شبکه لري. مناسب سرکټ ډیزاین کولی شي د اسانه خنډ بدلون احساس کړي، په دې توګه د سرکټ د وړانګو ضایع کموي. البته، دا باید درک شي چې د سرکټ په هر انٹرفیس کې د تابکاری له لاسه ورکولو لپاره د خنډونو د توپیر احتمال شتون لري. د عملیاتي فریکونسۍ له نظره، معمولا د فریکونسۍ لوړه وي، د سرکټ د وړانګو ضایعات ډیر وي.

د وړانګو له لاسه ورکولو پورې اړوند د سرکټ موادو پیرامیټرې په عمده ډول د ډیالټریک ثابت او د PCB موادو ضخامت دي. هرڅومره چې د سرکټ سبسټریټ ضعیف وي ، د وړانګو د ضایع کیدو احتمال ډیر وي؛ هرڅومره چې د PCB موادو εr ټیټ وي ، د سرکټ د وړانګو زیان خورا ډیر وي. په هراړخیز ډول وزن لرونکي مادي ځانګړتیاوې، د پتلي سرکټ سبسټریټ کارول د ټیټ εr سرکټ موادو له امله رامینځته شوي وړانګو ضایع کیدو لپاره د یوې لارې په توګه کارول کیدی شي. د سرکټ سبسټریټ ضخامت او εr د سرکټ وړانګو په ضایع کیدو اغیزه کوي ځکه چې دا د فریکونسۍ پورې تړلی فعالیت دی. کله چې د سرکټ سبسټریټ ضخامت له 20mil څخه ډیر نه وي او د عملیاتي فریکونسۍ له 20GHz څخه ټیټ وي ، د سرکټ د وړانګو ضایع خورا ټیټ وي. څرنګه چې پدې مقاله کې د سرکټ ماډلینګ او اندازه کولو ډیری فریکونسیونه د 20GHz څخه ټیټ دي ، پدې مقاله کې بحث به د سرکټ تودوخې باندې د وړانګو ضایع کیدو اغیز له پامه غورځوي.

After ignoring the radiation loss below 20GHz, the insertion loss of a microstrip transmission line circuit mainly includes two parts: dielectric loss and conductor loss. The proportion of the two mainly depends on the thickness of the circuit substrate. For thinner substrates, conductor loss is the main component. For many reasons, it is generally difficult to accurately predict conductor loss. For example, the surface roughness of a conductor has a huge influence on the transmission characteristics of electromagnetic waves. The surface roughness of copper foil will not only change the electromagnetic wave propagation constant of the microstrip circuit, but also increase the conductor loss of the circuit. Due to the skin effect, the influence of copper foil roughness on conductor loss is also frequency-dependent. Figure 1 compares the insertion loss of 50 ohm microstrip transmission line circuits based on different PCB thicknesses, which are 6.6 mils and 10 mils, respectively

اندازه شوي او سمول شوي پایلې

په 1 شکل کې وکر اندازه شوي پایلې او د سمولو پایلې لري. د سمولیشن پایلې د راجرز کارپوریشن د MWI-2010 مایکروویو خنډ محاسبې سافټویر په کارولو سره ترلاسه کیږي. د MWI-2010 سافټویر د مایکروسټریپ لاین ماډلینګ په ساحه کې په کلاسیک کاغذونو کې تحلیلي معادلې حواله کوي. په 1 شکل کې د ازموینې ډاټا د ویکتور شبکې تحلیل کونکي د توپیر اوږدوالي اندازه کولو میتود لخوا ترلاسه کیږي. دا د 1 شکل څخه لیدل کیدی شي چې د ټول زیان منحني سمولو پایلې په اصل کې د اندازه شوي پایلو سره مطابقت لري. دا د ارقامو څخه لیدل کیدی شي چې د پتلی سرکټ د کنډکټر ضایع (کیڼ اړخ ته وکر د 6.6 ملیون ضخامت سره مطابقت لري) د بشپړ داخلولو ضایع اصلي برخه ده. لکه څنګه چې د سرکټ ضخامت زیاتیږي (د ښي خوا د وکر سره ورته ضخامت 10mil دی)، د ډایالټریک ضایع او د کنډکټر ضایع نږدې کیږي، او دواړه یوځای د بشپړ داخلولو ضایع تشکیلوي.

په 1 شکل کې د سمولیشن ماډل او په ریښتیني سرکټ کې کارول شوي د سرکټ موادو پیرامیټرونه عبارت دي له: ډایالټریک ثابت 3.66، د ضایع کولو فاکتور 0.0037، او د مسو کنډکټر سطحه 2.8 um RMS. کله چې د مسو د ورق سطحه د ورته سرکټ موادو لاندې کمه شي، په شکل 6.6 کې د 10 ملی او 1 ملی سرکیټونو کنډکټر ضایع به د پام وړ کم شي؛ په هرصورت، اغیز د 20 ملی سرکټ لپاره څرګند ندی. شکل 2 د دوه سرکټ موادو د ازموینې پایلې ښیې چې مختلف خړوبتوب لري، د بیلګې په توګه د راجرز RO4350B ™ معیاري سرکټ مواد د لوړې سختۍ سره او د راجرز RO4350B LoPro ™ سرکټ مواد د ټیټ خړوبۍ سره.

لکه څنګه چې په 1 او 2 شکل کې ښودل شوي، د سرکټ سبسټریټ پتلی، د سرکیټ داخلولو زیان لوړ دی. دا پدې مانا ده چې کله چې سرکیټ د RF مایکروویو ځواک یو ټاکلی مقدار سره تغذیه کیږي، سرکیټ به ډیر تودوخه تولید کړي. کله چې د سرکټ تودوخې مسلې په پراخه کچه وزن کړئ، له یوې خوا، یو پتلی سرکټ د لوړ بریښنا په کچه د یو موټی سرکټ څخه ډیر تودوخه تولیدوي، مګر له بلې خوا، یو پتلی سرکټ کولی شي د تودوخې سنک له لارې ډیر اغیزمن تودوخې جریان ترلاسه کړي. د حرارت درجه نسبتا ټیټه وساتئ.

د سرکټ د تودوخې ستونزې حل کولو لپاره، مثالی پتلی سرکټ باید لاندې ځانګړتیاوې ولري: د سرکټ موادو ټیټ ضایع عامل، د مسو نرمه سطحه، ټیټ εr او لوړ حرارتي چالکتیا. د لوړ εr د سرکټ موادو سره پرتله کول، د ورته خنډ کنډکټر عرض د ټیټ εr په حالت کې ترلاسه کیدی شي لوی وي، کوم چې د سرکټ د کنډکټر ضایع کمولو لپاره ګټور دی. د سرکټ د تودوخې تحلیل له نظره، که څه هم د لوړ فریکونسۍ PCB سرکټ سبسټریټونه د کنډکټرونو په پرتله خورا ضعیف حرارتي چالکتیا لري، د سرکټ موادو حرارتي چالکتیا لاهم یو مهم پیرامیټر دی.

د سرکټ سبسټریټ د حرارتي چالکتیا په اړه ډیری بحثونه په تیرو مقالو کې تشریح شوي، او دا مقاله به د پخوانیو مقالو څخه ځینې پایلې او معلومات حواله کړي. د مثال په توګه، لاندې معادلې او شکل 3 د PCB سرکټ موادو د حرارتي فعالیت پورې اړوند فکتورونو په پوهیدو کې ګټور دي. په معادله کې، k د حرارتي چالکتیا (W/m/K)، A ساحه ده، TH د تودوخې سرچینې تودوخه ده، TC د سړې سرچینې تودوخې ده، او L د تودوخې سرچینې او د تودوخې سرچینې ترمنځ فاصله ده. سړه سرچینه