අධි සංඛ්‍යාත/ක්ෂුද්‍ර තරංග රේඩියෝ සංඛ්‍යාත සංඥාව වෙතට ලබා දෙන විට PCB පරිපථය, පරිපථය විසින්ම සිදුවන පාඩුව සහ පරිපථ ද්රව්ය අනිවාර්යයෙන්ම යම් තාප ප්රමාණයක් ජනනය කරනු ඇත. පාඩුව වැඩි වන තරමට, PCB ද්‍රව්‍ය හරහා ගමන් කරන බලය වැඩි වන අතර ජනනය වන තාපය වැඩි වේ. පරිපථයේ ක්රියාකාරී උෂ්ණත්වය ශ්රේණිගත අගය ඉක්මවා ගිය විට, පරිපථය සමහර ගැටළු ඇති විය හැක. උදාහරණයක් ලෙස, PCB වල හොඳින් දන්නා සාමාන්ය ක්රියාකාරී පරාමිතිය MOT, උපරිම ක්රියාකාරී උෂ්ණත්වය වේ. මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වය MOT ඉක්මවන විට, PCB පරිපථයේ කාර්ය සාධනය සහ විශ්වසනීයත්වය තර්ජනයට ලක් වනු ඇත. විද්‍යුත් චුම්භක ආකෘතිකරණය සහ පර්යේෂණාත්මක මිනුම්වල සංකලනය හරහා, RF මයික්‍රෝවේව් PCB වල තාප ලක්ෂණ අවබෝධ කර ගැනීම මගින් පරිපථ ක්‍රියාකාරීත්වය පිරිහීම සහ අධික උෂ්ණත්වය නිසා ඇති වන විශ්වසනීයත්වය පිරිහීම වළක්වා ගත හැකිය.

අධි-සංඛ්‍යාත PCB පරිපථවල තාප ක්‍රියාකාරිත්වයට අදාළ වැදගත් සාධක වඩාත් හොඳින් විස්තර කිරීමට පරිපථ ද්‍රව්‍යවල ඇතුළත් කිරීම් අලාභය සිදුවන ආකාරය අවබෝධ කර ගැනීමට උපකාරී වේ. මෙම ලිපිය මඟින් පරිපථයේ තාප ක්‍රියාකාරිත්වයට අදාළ වෙළඳාම් සාකච්ඡා කිරීම සඳහා මයික්‍රොස්ට්‍රිප් සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග පරිපථය උදාහරණයක් ලෙස ගනු ඇත. ද්වි-පාර්ශ්වික PCB ව්‍යුහයක් සහිත මයික්‍රොස්ට්‍රිප් පරිපථයක, පාඩු වලට පාර විද්‍යුත් අලාභය, සන්නායක අලාභය, විකිරණ අලාභය සහ කාන්දු පාඩු ඇතුළත් වේ. විවිධ අලාභ සංරචක අතර වෙනස විශාල වේ. ව්‍යතිරේක කිහිපයක් සමඟින්, අධි-සංඛ්‍යාත PCB පරිපථවල කාන්දු පාඩුව සාමාන්‍යයෙන් ඉතා අඩුය. මෙම ලිපියේ, කාන්දු පාඩු අගය ඉතා අඩු බැවින්, එය දැනට නොසලකා හරිනු ඇත.

විකිරණ නැතිවීම

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.

විකිරණ අලාභය සම්බන්ධ පරිපථ ද්රව්යවල පරාමිතීන් ප්රධාන වශයෙන් පාර විද්යුත් නියතය සහ PCB ද්රව්ය ඝණකම වේ. පරිපථ උපස්ථරය ඝනකම, විකිරණ අලාභය ඇති කිරීමේ හැකියාව වැඩි වේ; PCB ද්‍රව්‍යයේ εr අඩු වන තරමට පරිපථයේ විකිරණ අලාභය වැඩි වේ. ද්‍රව්‍යමය ලක්ෂණ සවිස්තරාත්මකව කිරා මැන බැලීම, තුනී පරිපථ උපස්ථර භාවිතය අඩු εr පරිපථ ද්‍රව්‍ය නිසා ඇති වන විකිරණ අලාභය පියවා ගැනීමේ මාර්ගයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. පරිපථ විකිරණ අලාභය මත පරිපථ උපස්ථර ඝණකම සහ εr වල බලපෑම එය සංඛ්යාතය මත රඳා පවතින ශ්රිතයක් නිසාය. පරිපථ උපස්ථරයේ ඝණකම 20mil නොඉක්මවන විට සහ ක්රියාකාරී සංඛ්යාතය 20GHz ට වඩා අඩු නම්, පරිපථයේ විකිරණ අලාභය ඉතා අඩු වේ. මෙම ලිපියේ බොහෝ පරිපථ ආකෘති නිර්මාණය සහ මිනුම් සංඛ්‍යාත 20GHz ට වඩා අඩු බැවින්, මෙම ලිපියේ සාකච්ඡාව පරිපථ උණුසුම මත විකිරණ අලාභයේ බලපෑම නොසලකා හරිනු ඇත.

20GHz ට අඩු විකිරණ අලාභය නොසලකා හැරීමෙන් පසුව, මයික්‍රොස්ට්‍රිප් සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග පරිපථයක ඇතුළත් කිරීමේ පාඩුව ප්‍රධාන වශයෙන් කොටස් දෙකක් ඇතුළත් වේ: පාර විද්‍යුත් අලාභය සහ සන්නායක අලාභය. දෙකේ අනුපාතය ප්රධාන වශයෙන් පරිපථ උපස්ථරයේ ඝණකම මත රඳා පවතී. තුනී උපස්ථර සඳහා, සන්නායක අලාභය ප්රධාන සංරචක වේ. බොහෝ හේතු නිසා, සන්නායක අලාභය නිවැරදිව පුරෝකථනය කිරීම සාමාන්යයෙන් අපහසු වේ. නිදසුනක් ලෙස, සන්නායකයක මතුපිට රළුබව විද්යුත් චුම්භක තරංගවල සම්ප්රේෂණ ලක්ෂණ කෙරෙහි විශාල බලපෑමක් ඇත. තඹ තීරුවල මතුපිට රළුබව මයික්‍රොස්ට්‍රිප් පරිපථයේ විද්‍යුත් චුම්භක තරංග ප්‍රචාරණ නියතය වෙනස් කරනවා පමණක් නොව, පරිපථයේ සන්නායක පාඩුව වැඩි කරයි. සමේ බලපෑම හේතුවෙන්, සන්නායක අලාභය මත තඹ තීරු රළුබවෙහි බලපෑම ද සංඛ්යාතය මත රඳා පවතී. රූප සටහන 1 මගින් පිළිවෙළින් 50 mils සහ 6.6 mils වන විවිධ PCB ඝණකම මත පදනම්ව 10 ohm microstrip සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග පරිපථවල ඇතුළත් කිරීමේ පාඩුව සංසන්දනය කරයි.

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.

පරිපථයේ තාපන ගැටළුව විසඳීම සඳහා, පරිපූර්ණ තුනී පරිපථයට පහත ලක්ෂණ තිබිය යුතුය: පරිපථ ද්රව්යයේ අඩු පාඩු සාධකය, සිනිඳු තඹ තුනී මතුපිට, අඩු εr සහ ඉහළ තාප සන්නායකතාව. ඉහළ εr හි පරිපථ ද්‍රව්‍ය සමඟ සසඳන විට, අඩු εr තත්ත්වය යටතේ ලබා ගත් එම සම්බාධනයේ සන්නායක පළල විශාල විය හැකි අතර, එය පරිපථයේ සන්නායක අලාභය අඩු කිරීමට ප්‍රයෝජනවත් වේ. පරිපථ තාපය විසුරුවා හැරීමේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන්, බොහෝ අධි-සංඛ්‍යාත PCB පරිපථ උපස්ථරවල සන්නායකවලට සාපේක්ෂව ඉතා දුර්වල තාප සන්නායකතාවක් තිබුණද, පරිපථ ද්‍රව්‍යවල තාප සන්නායකතාවය තවමත් ඉතා වැදගත් පරාමිතියකි.

පරිපථ උපස්ථරවල තාප සන්නායකතාවය පිළිබඳ බොහෝ සාකච්ඡා කලින් ලිපිවල විස්තාරනය කර ඇති අතර, මෙම ලිපියේ ප්‍රතිඵල සහ පෙර ලිපිවල තොරතුරු කිහිපයක් උපුටා දක්වනු ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, PCB පරිපථ ද්‍රව්‍යවල තාප ක්‍රියාකාරිත්වයට අදාළ සාධක තේරුම් ගැනීමට පහත සමීකරණය සහ රූප සටහන 3 උපකාරී වේ. සමීකරණයේ දී, k යනු තාප සන්නායකතාවය (W/m/K), A යනු ප්රදේශය, TH යනු තාප ප්රභවයේ උෂ්ණත්වය, TC යනු සීතල ප්රභවයේ උෂ්ණත්වය සහ L යනු තාප ප්රභවය අතර දුර සහ සීතල මූලාශ්රය.