جڏهن هاء فریکوئنسي / مائڪرو ويڪرو ريڊيو فریکوئنسي سگنل کي فيڊ ڪيو ويندو آهي پي سي بي سرڪٽ، سرڪٽ پاڻ کي نقصان پهچايو ۽ سرڪٽ جو مواد لازمي طور تي گرمي جي هڪ خاص مقدار پيدا ڪندو. وڌيڪ نقصان، پي سي بي جي مواد مان گذرڻ واري طاقت، ۽ وڌيڪ گرمي پيدا ٿيندي. جڏهن سرڪٽ جي آپريٽنگ گرمي پد جي درجه بندي قيمت کان وڌي ٿي، سرڪٽ شايد ڪجهه مسئلا پيدا ڪري سگهي ٿي. مثال طور، عام آپريٽنگ پيٽرولر MOT، جيڪو پي سي بيز ۾ مشهور آهي، وڌ ۾ وڌ آپريٽنگ گرمي پد آهي. جڏهن آپريٽنگ گرمي پد MOT کان وڌي ٿي، پي سي بي سرڪٽ جي ڪارڪردگي ۽ اعتبار کي خطرو ڪيو ويندو. برقياتي مقناطيسي ماڊلنگ ۽ تجرباتي ماپن جي ميلاپ جي ذريعي، آر ايف مائڪرو ويڪرو پي سي بي جي حرارتي خاصيتن کي سمجهڻ ۾ مدد ڪري سگھي ٿي سرڪٽ جي ڪارڪردگي جي تباهي ۽ معتبر تباهي کان بچڻ ۾ مدد ڪري سگھي ٿي جيڪا تيز گرمي جي ڪري ٿي.

سمجھڻ ته سرڪٽ جي مواد ۾ داخل ٿيڻ جو نقصان ڪيئن ٿئي ٿو اعلي تعدد پي سي بي سرڪٽ جي حرارتي ڪارڪردگي سان لاڳاپيل اهم عنصر کي بهتر بيان ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿي. هي آرٽيڪل مائڪرو اسٽريپ ٽرانسميشن لائن سرڪٽ کي هڪ مثال طور وٺي ويندو سرڪٽ جي حرارتي ڪارڪردگي سان لاڳاپيل واپاري بندن تي بحث ڪرڻ لاءِ. هڪ مائڪرو اسٽريپ سرڪٽ ۾ هڪ ٻه رخا پي سي بي جي جوڙجڪ سان، نقصان ۾ شامل آهن ڊائيڪٽرڪ نقصان، ڪنڊڪٽر نقصان، تابڪاري نقصان، ۽ لڪيج نقصان. مختلف نقصان جي اجزاء جي وچ ۾ فرق وڏو آهي. ڪجھ استثنا سان، اعلي تعدد پي سي بي سرڪٽ جي رسي نقصان عام طور تي تمام گهٽ آهي. هن آرٽيڪل ۾، ڇاڪاڻ ته رسي جي نقصان جي قيمت تمام گهٽ آهي، ان کي هن وقت تائين نظر انداز ڪيو ويندو.

تابڪاري جو نقصان

تابڪاري جي نقصان جو دارومدار ڪيترن ئي سرڪٽ پيرا ميٽرن تي ٿئي ٿو جهڙوڪ آپريٽنگ فريڪوئنسي، سرڪٽ سبسٽريٽ جي ٿلهي، PCB dielectric constant (relative dielectric constant or εr) ۽ ڊيزائن پلان. جيتري حد تائين ڊيزائن جي اسڪيمن جو تعلق آهي، تابڪاري جو نقصان اڪثر ڪري سرڪٽ ۾ خراب رڪاوٽ جي تبديلي يا سرڪٽ ۾ برقي مقناطيسي لہر ٽرانسميشن ۾ اختلافن جي ڪري ٿئي ٿو. سرڪٽ جي رڪاوٽ جي تبديلي واري علائقي ۾ عام طور تي سگنل فيڊ-ان ايريا، قدم رڪاوٽ پوائنٽ، اسٽب ۽ ميچنگ نيٽ ورڪ شامل آهن. مناسب سرڪٽ ڊيزائن کي هموار رڪاوٽ جي تبديلي کي محسوس ڪري سگھي ٿو، ان ڪري سرڪٽ جي تابڪاري نقصان کي گھٽائي ٿو. يقينن، اهو سمجهڻ گهرجي ته سرڪٽ جي ڪنهن به انٽرفيس تي تابڪاري جي نقصان جي نتيجي ۾ رڪاوٽ جي بي ميلاپ جو امڪان آهي. آپريٽنگ فریکوئنسي جي نقطي نظر کان، عام طور تي اعلي تعدد، سرڪٽ جي تابڪاري جو وڏو نقصان.

تابڪاري جي نقصان سان لاڳاپيل سرڪٽ مواد جا پيرا ميٽر خاص طور تي ڊائلٽرڪ مستقل ۽ پي سي بي مواد جي ٿولهه آهن. سرڪٽ جي ذيلي ذخيري جي ٿلهي، تابڪاري جي نقصان جو سبب وڌيڪ امڪان؛ پي سي بي جي مواد جي εr کان گهٽ، سرڪٽ جي تابڪاري جو وڏو نقصان. جامع وزن جي مادي خاصيتن کي، پتلي سرڪٽ جي ذيلي ذخيري جو استعمال گھٽ εr سرڪٽ مواد جي ڪري تابڪاري جي نقصان کي ختم ڪرڻ لاء استعمال ڪري سگهجي ٿو. سرڪٽ جي تابڪاري نقصان تي سرڪٽ سبسٽريٽ جي ٿلهي ۽ εr جو اثر اهو آهي ڇاڪاڻ ته اهو هڪ فريڪوئنسي-انحصار فنڪشن آهي. جڏهن سرڪٽ سبسٽرٽ جي ٿلهي 20mil کان وڌيڪ نه هوندي آهي ۽ آپريٽنگ فریکوئنسي 20GHz کان گهٽ آهي، سرڪٽ جي تابڪاري نقصان تمام گهٽ آهي. جيئن ته هن آرٽيڪل ۾ اڪثر سرڪٽ ماڊلنگ ۽ ماپ جي تعدد 20GHz کان گهٽ آهن، هن مضمون ۾ بحث سرڪٽ حرارتي تي تابڪاري نقصان جي اثر کي نظر انداز ڪندو.

20GHz کان هيٺ تابڪاري جي نقصان کي نظر انداز ڪرڻ کان پوء، مائڪرو اسٽريپ ٽرانسميشن لائن سرڪٽ جي داخل ٿيڻ واري نقصان ۾ بنيادي طور تي ٻه حصا شامل آهن: ڊائلڪٽرڪ نقصان ۽ ڪنڊڪٽر نقصان. ٻنھي جو تناسب خاص طور تي سرڪٽ جي ٿلهي تي منحصر آھي. پتلي ذيلي ذخيري لاء، موصل جي نقصان جو بنيادي حصو آهي. ڪيترن ئي سببن لاء، اهو عام طور تي ڏکيو آهي صحيح طور تي موصل جي نقصان جي اڳڪٿي ڪرڻ. مثال طور، هڪ موصل جي مٿاڇري جي خرابي برقياتي مقناطيسي لهرن جي ٽرانسميشن خاصيتن تي هڪ وڏو اثر آهي. تانبا جي ورق جي مٿاڇري جي خرابي نه صرف مائڪرو اسٽريپ سرڪٽ جي برقي مقناطيسي لہر جي پروپيگيشن کي تبديل ڪندي، پر سرڪٽ جي موصل جي نقصان کي پڻ وڌائيندو. چمڙي جي اثر جي ڪري، موصل جي نقصان تي ٽامي جي ورق جي خرابي جو اثر پڻ تعدد تي منحصر آهي. شڪل 1 مختلف PCB ٿلهي جي بنياد تي 50 ohm microstrip ٽرانسميشن لائن سرڪٽ جي داخل ٿيڻ جي نقصان جو مقابلو ڪري ٿو، جيڪي ترتيب سان 6.6 mils ۽ 10 mils آهن.

25

شڪل 1. 50 ohm مائڪرو اسٽريپ ٽرانسميشن لائن سرڪٽس جو مقابلو پي سي بي مواد تي ٻڌل مختلف ٿورن جي

ماپيل ۽ نقلي نتيجا

شڪل 1 ۾ وکر ماپيل نتيجا ۽ تخليق جا نتيجا شامل آھن. تخليق جا نتيجا Rogers Corporation جي MWI-2010 microwave impedance ڳڻپيوڪر سافٽ ويئر استعمال ڪندي حاصل ڪيا ويا آهن. MWI-2010 سافٽ ويئر مائڪرو اسٽريپ لائن ماڊلنگ جي فيلڊ ۾ کلاسک پيپرن ۾ تجزياتي مساواتن جو حوالو ڏئي ٿو. شڪل 1 ۾ ٽيسٽ ڊيٽا ویکٹر نيٽ ورڪ تجزيي جي فرق جي ڊيگهه جي ماپ جي طريقي سان حاصل ڪئي وئي آهي. اهو تصوير 1 مان ڏسي سگهجي ٿو ته مجموعي نقصان جي وکر جي تخليق جا نتيجا بنيادي طور تي ماپيل نتيجن سان برابر آهن. هن انگ مان ڏسي سگهجي ٿو ته ٿلهي سرڪٽ جي موصل جو نقصان (کاٻي پاسي وارو وکر 6.6 ملي جي ٿلهي سان ملندو آهي) مجموعي داخل ٿيڻ جي نقصان جو بنيادي حصو آهي. جيئن ته سرڪٽ جي ٿلهي وڌي ٿي (ساڄي پاسي واري وکر سان ملندڙ ٿلهي 10mil آهي)، ڊائليڪٽرڪ نقصان ۽ ڪنڊڪٽر جو نقصان پهچندو آهي، ۽ ٻئي گڏجي مجموعي داخل ٿيڻ جو نقصان بڻجن ٿا.

شڪل 1 ۾ سموليشن ماڊل ۽ اصل سرڪٽ ۾ استعمال ٿيندڙ سرڪٽ مادي جا پيرا ميٽر هي آهن: ڊايلٽرڪ ڪانسٽنٽ 3.66، لوس فيڪٽر 0.0037، ۽ ڪاپر ڪنڊڪٽر جي مٿاڇري جي خرابي 2.8 um RMS. جڏهن ساڳي سرڪٽ جي مواد جي هيٺان ٽامي جي ورق جي مٿاڇري جي خرابي گهٽجي ويندي آهي، شڪل 6.6 ۾ 10 مليل ۽ 1 مليل سرڪٽس جي ڪنڊڪٽر جو نقصان تمام گهڻو گهٽجي ويندو. جڏهن ته، اثر 20 ميل سرڪٽ لاء واضح ناهي. شڪل 2 ٻن سرڪٽ مواد جا امتحان جا نتيجا ڏيکاري ٿو مختلف موڙ سان، يعني Rogers RO4350B™ معياري سرڪٽ جو مواد اعليٰ خاميءَ سان ۽ Rogers RO4350B LoPro™ سرڪٽ مواد گهٽ رڌن سان.

شڪل 2 مائڪرو اسٽريپ سرڪٽس کي پروسيس ڪرڻ لاءِ هموار ٽامي جي ورق جي مٿاڇري جي سبسٽرٽ استعمال ڪرڻ جا فائدا ڏيکاري ٿو. پتلي ذيلي ذخيري لاء، هموار ٽامي ورق جو استعمال خاص طور تي داخل ٿيڻ جي نقصان کي گھٽائي سگھي ٿو. 6.6mil substrate لاءِ، 0.3GHz تي 20 dB کان داخل ٿيڻ جو نقصان گھٽجي ويو آھي smooth copper ورق جي استعمال جي ڪري؛ 10mil substrate 0.22GHz تي 20 dB جي گھٽجي وئي آهي؛ ۽ 20mil substrate، داخل ڪرڻ جو نقصان صرف 0.11 ڊي بي جي گھٽجي ويو آھي.

جيئن شڪل 1 ۽ شڪل 2 ۾ ڏيکاريل آهي، سرڪٽ جي ذيلي ذخيري کي جيترو پتلي ڪيو ويندو، اوترو وڌيڪ سرڪٽ جي داخل ٿيڻ جو نقصان. هن جو مطلب اهو آهي ته جڏهن سرڪٽ کي آر ايف مائڪروويو پاور جي هڪ خاص مقدار سان ڀريو ويندو آهي، سرڪٽ کي پتلي وڌيڪ گرمي پيدا ڪندو. جڏهن سرڪٽ جي گرمائش جي مسئلي کي جامع طور تي وزن کڻندي، هڪ طرف، هڪ ٿلهي سرڪٽ اعلي طاقت جي سطح تي ٿلهي سرڪٽ کان وڌيڪ گرمي پيدا ڪري ٿو، پر ٻئي طرف، هڪ ٿلهي سرڪٽ گرمي جي سنڪ ذريعي وڌيڪ موثر گرمي جي وهڪري حاصل ڪري سگهي ٿو. حرارت نسبتا گھٽ رکو.

سرڪٽ جي گرمائش جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاء، مثالي پتلي سرڪٽ ۾ هيٺيان خاصيتون هجڻ گهرجن: سرڪٽ جي مواد جي گھٽ نقصان جو عنصر، هموار ٽامي جي پتلي مٿاڇري، گهٽ εr ۽ اعلي حرارتي چالکائي. اعلي εr جي سرڪٽ جي مواد جي مقابلي ۾، گهٽ εr جي حالت ۾ حاصل ڪيل ساڳئي رڪاوٽ جي موصل جي چوٽي وڏي ٿي سگهي ٿي، جيڪا سرڪٽ جي ڪنڊڪٽر جي نقصان کي گهٽائڻ لاء فائدي واري آهي. سرڪٽ جي گرمي جي ڦهلائڻ جي نقطي نظر کان، جيتوڻيڪ اڪثر اعلي فريکوئنسي پي سي بي سرڪٽ جي ذيلي ذيلي ذخيرو تمام خراب حرارتي چالکائي سان تعلق رکندڙ آهن، سرڪٽ مواد جي حرارتي چالکائي اڃا تائين هڪ اهم پيٽرولر آهي.

سرڪٽ ذيلي ذخيري جي حرارتي چالکائي بابت تمام گهڻو بحث اڳئين مضمونن ۾ بيان ڪيو ويو آهي، ۽ هي مضمون اڳئين مضمونن مان ڪجهه نتيجن ۽ معلومات جو حوالو ڏيندو. مثال طور، هيٺين مساوات ۽ شڪل 3 پي سي بي سرڪٽ مواد جي حرارتي ڪارڪردگي سان لاڳاپيل عنصر کي سمجهڻ لاء مددگار آهن. مساوات ۾، k حرارتي چالکائي آهي (W/m/K)، A علائقو آهي، TH گرمي جي ماخذ جو گرمي پد آهي، TC ٿڌي ماخذ جو گرمي پد آهي، ۽ L گرمي جي ماخذ جي وچ ۾ فاصلو آهي. ٿڌي جو ذريعو.