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

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.

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.

Пас аз нодида гирифтани талафоти радиатсионӣ дар зери 20 ГГц, талафоти воридкунии схемаи хати интиқоли микросатр асосан ду қисмро дар бар мегирад: талафоти диэлектрикӣ ва талафоти ноқил. Таносуби ин ду асосан аз ғафсии субстрати схема вобаста аст. Барои субстратҳои борик, талафоти баранда ҷузъи асосӣ аст. Бо бисёр сабабҳо, умуман пешгӯии дақиқи талафоти кондуктор душвор аст. Масалан, ноҳамвории сатҳи ноқил ба хусусиятҳои интиқоли мавҷҳои электромагнитӣ таъсири калон мерасонад. Ноҳамвории рӯи фолгаи мис на танҳо константаи паҳншавии мавҷҳои электромагнитии занҷири микрострипро тағир медиҳад, балки талафоти ноқили занҷирро зиёд мекунад. Аз сабаби таъсири пӯст, таъсири ноҳамвории фолгаи мис ба талафоти ноқил низ аз басомад вобаста аст. Тасвири 1 талафоти воридкунии схемаҳои хатти интиқоли 50 Омро дар асоси ғафсии гуногуни PCB муқоиса мекунад, ки мутаносибан 6.6 мил ва 10 милро ташкил медиҳанд.

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.

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.