Вақте ки сигнали басомади баланд/микромавҷии радио ба PCB занҷир, талафоте, ки тавассути худи схема ва маводи схема ба вуҷуд омадааст, ногузир миқдори муайяни гармиро тавлид мекунад. Чӣ қадаре ки талафот зиёдтар бошад, ҳамон қадар қувваи аз маводи PCB мегузарад ва гармии тавлидшуда зиёдтар аст. Вақте ки ҳарорати кори схема аз арзиши номиналӣ зиёд мешавад, схема метавонад баъзе мушкилотро ба вуҷуд орад. Масалан, параметри маъмулии кории MOT, ки дар PCBҳо маълум аст, ҳарорати максималии корӣ мебошад. Вақте ки ҳарорати корӣ аз MOT зиёд мешавад, ба кор ва эътимоднокии схемаи PCB таҳдид мекунад. Тавассути омезиши моделсозии электромагнитӣ ва ченакҳои таҷрибавӣ, фаҳмидани хусусиятҳои гармии PCB-ҳои печи RF метавонад барои пешгирӣ кардани таназзули кори схема ва таназзули эътимоднокӣ дар натиҷаи ҳарорати баланд кӯмак кунад.

Фаҳмидани он ки чӣ гуна талафоти воридшавӣ дар маводи схемавӣ рух медиҳад, барои беҳтар тавсиф кардани омилҳои муҳими марбут ба кори гармии схемаҳои баландбасомади PCB кӯмак мекунад. Ин мақола схемаи хатти интиқоли микрострипро ҳамчун намуна барои баррасии муомилоти марбут ба иҷрои гармии схема мегирад. Дар як схемаи микрострип бо сохтори дутарафаи PCB, талафот талафоти диэлектрикӣ, талафоти ноқилҳо, талафоти радиатсионӣ ва ихроҷро дар бар мегиранд. Фарқи байни ҷузъҳои гуногуни талафот калон аст. Ба истиснои чанд истисно, талафоти ихроҷи схемаҳои басомади баландбасомад умуман хеле паст аст. Дар ин мақола, азбаски арзиши талафоти ихроҷ хеле паст аст, он ҳоло нодида гирифта мешавад.

Талафоти радиатсионӣ

Талафоти радиатсионӣ аз бисёр параметрҳои схема вобаста аст, ба монанди басомади корӣ, ғафсии субстрат, доимии диэлектрикии PCB (муомилоти диэлектрики нисбӣ ё εr) ва нақшаи тарроҳӣ. Дар мавриди схемаҳои тарроҳӣ, талафоти радиатсионӣ аксар вақт аз тағирёбии импеданс дар схема ё фарқияти интиқоли мавҷҳои электромагнитӣ дар занҷир бармеояд. Минтақаи табдили импеданси ноҳиявӣ одатан минтақаи интиқоли сигнал, нуқтаи импеданси қадам, ноқил ва шабакаи мувофиқро дар бар мегирад. Тарҳи оқилонаи схема метавонад тағирёбии импеданси ҳамворро амалӣ созад ва ба ин васила талафоти радиатсионӣ дар схемаро коҳиш диҳад. Албатта, бояд дарк кард, ки эҳтимолияти номувофиқатии импеданс вуҷуд дорад, ки ба талафоти радиатсионӣ дар ҳама гуна интерфейси схема оварда мерасонад. Аз нуқтаи назари басомади корӣ, одатан басомад ҳар қадар зиёдтар бошад, талафоти радиатсионӣ ҳамон қадар зиёд мешавад.

Параметрҳои маводи схемавӣ вобаста ба талафоти радиатсионӣ асосан доимии диэлектрикӣ ва ғафсии маводи PCB мебошанд. Ҳар қадаре ки субстрати схема ғафс бошад, эҳтимолияти талафоти радиатсионӣ ҳамон қадар зиёд мешавад; εr маводи PCB камтар, талафоти радиатсионӣ дар занҷир бештар аст. Баррасии ҳамаҷонибаи хусусиятҳои моддӣ, истифодаи субстратҳои ноҳиявии тунукро метавон ҳамчун роҳи ҷуброни талафоти радиатсионӣ, ки аз маводи схемаи пасти εr ба вуҷуд омадааст, истифода бурд. Таъсири ғафсии субстрат ва εr ба талафоти радиатсионӣ аз он сабаб аст, ки он функсияи аз басомад вобаста аст. Вақте ки ғафсии субстрати схема аз 20 мил зиёд нест ва басомади корӣ аз 20 ГГц камтар аст, талафоти радиатсионӣ дар схема хеле кам аст. Азбаски аксари моделсозии схемаҳо ва басомадҳои андозагирӣ дар ин мақола камтар аз 20 ГГц мебошанд, муҳокима дар ин мақола таъсири талафоти радиатсионӣ ба гармии ноҳиявӣ сарфи назар карда мешавад.

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

Натиҷаҳои ченшуда ва тақлидшуда

Каҷ дар расми 1 дорои натиҷаҳои ченшуда ва натиҷаҳои моделиронӣ мебошад. Натиҷаҳои моделиронӣ бо истифода аз нармафзори ҳисобкунии импеданси микромавҷи MWI-2010 аз Rogers Corporation ба даст оварда шудаанд. Нармафзори MWI-2010 аз муодилаҳои таҳлилӣ дар ҳуҷҷатҳои классикӣ дар соҳаи моделсозии хатҳои микрохат иқтибос меорад. Маълумоти санҷишӣ дар расми 1 бо усули ченкунии дарозии дифференсиалии анализатори шабакаи векторӣ гирифта мешавад. Аз расми 1 дидан мумкин аст, ки натиљањои моделиронии хатти умумии талафот асосан бо натиљањои ченшуда мувофиќат мекунанд. Аз расм дида мешавад, ки талафоти ноқили контури бориктар (қаҷи чап ба ғафсии 6.6 мил мувофиқат мекунад) ҷузъи асосии талафоти умумии воридшавӣ мебошад. Вақте ки ғафсии схема зиёд мешавад (ғафсӣ ба каҷ дар тарафи рост 10 мил аст), талафоти диэлектрикӣ ва талафоти ноқил тамоюли наздик шуданро доранд ва ҳарду якҷоя талафоти умумии воридкуниро ташкил медиҳанд.

Модели моделиронӣ дар расми 1 ва параметрҳои маводи схемавӣ, ки дар схемаи воқеӣ истифода мешаванд, инҳоянд: доимии диэлектрикӣ 3.66, омили талафот 0.0037 ва ноҳамвории сатҳи ноқили мис 2.8 um RMS. Вакте ки нохамвории сатхи фольгаи мис дар зери як материали схема кам карда мешавад, талафи нокилхои схемахои 6.6 ва 10 мил дар расми 1 хеле кам мешавад; аммо таъсири он барои схемаи 20 мил аён нест. Дар расми 2 натиҷаҳои санҷиши ду маводи схемавӣ бо ноҳамвории гуногун нишон дода шудаанд, яъне маводи схемаи стандартии Rogers RO4350B ™ бо ноҳамвории баланд ва маводи схемаи Rogers RO4350B LoPro ™ бо ноҳамвории паст.

Тавре ки дар расми 1 ва расми 2 нишон дода шудааст, субстрати схема ҳар қадар бориктар бошад, талафоти воридкунии схема ҳамон қадар зиёд мешавад. Ин маънои онро дорад, ки вақте ки занҷир бо миқдори муайяни қувваи микромавҷии РБ ғизо дода мешавад, ҳамон қадар схема бориктар гармии бештар тавлид мекунад. Ҳангоми баррасии ҳамаҷонибаи масъалаи гармидиҳии ноҳиявӣ, аз як тараф, занҷири бориктар нисбат ба занҷири ғафс дар сатҳҳои қудрати баланд гармии бештар тавлид мекунад, аммо аз тарафи дигар, схемаи бориктар метавонад тавассути гармкунаки гармидиҳӣ самараноктар гардиши гармиро ба даст орад. Ҳароратро нисбатан паст нигоҳ доред.

Барои халли масъалаи гармкунии схема схемаи тунуки идеалй бояд чунин хислатхо дошта бошад: коэффиценти ками талафоти материали схема, сатхи мисии хамвор, εr паст ва гармигузаронии баланд. Дар муқоиса бо маводи схемавии εr баланд, паҳнои ноқили ҳамон импедансе, ки дар ҳолати пасти εr ба даст омадааст, метавонад калонтар бошад, ки барои кам кардани талафоти ноқилҳои занҷир муфид аст. Аз нуқтаи назари паҳншавии гармии ноҳиявӣ, гарчанде ки аксари субстратҳои схемаи баландбасомади PCB нисбат ба ноқилҳо гузариши гармии хеле паст доранд, гузариши гармии маводи схема ҳанӯз як параметри хеле муҳим аст.

Дар мақолаҳои қаблӣ баҳсҳои зиёде дар бораи гармигузаронии субстратҳои схемаҳо таҳия шуда буданд ва дар ин мақола баъзе натиҷаҳо ва маълумот аз мақолаҳои қаблӣ оварда мешаванд. Масалан, муодилаи зерин ва расми 3 барои фаҳмидани омилҳои марбут ба иҷрои гармии маводҳои схемаи PCB муфид аст. Дар муодила, k – иқтидори гармидиҳӣ (Вт/м/К), А – майдон, TH – ҳарорати манбаи гармӣ, TC – ҳарорати манбаи сард ва L – масофаи байни манбаи гармӣ ва манбаи сард.