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PCB技術

PCB技術 - 無はんだ実装プリント回路基板コネクタ

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PCB技術 - 無はんだ実装プリント回路基板コネクタ

無はんだ実装プリント回路基板コネクタ

2021-09-13
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Author:Frank

注目すべき傾向は、増加する帯域幅要件である 高周波電子製品 現代データ 伝送回路, だけでなく、コストを削減し、パフォーマンスを向上させる統合モジュールの強力なプッシュ. これは、従来の同軸ケーブルコネクタが高周波大容量部品において重要な役割を果たすことができないことを意味する. しかし, テストアプリケーションと測定応用のための接続ソリューションは110 GHzまでの周波数を必要とする, また、設計段階では、より高い周波数が必要である. これらの問題を解決するために, Rosenberger精密コネクタを搭載したはんだレスプリント回路基板を開発した.

表面実装コネクタの通常の実装タイプは直角マウントまたはエッジマウントです。これらの2つのタイプは、インピーダンス制御および良好な遮蔽性能を必要とするすべての通信産業に適している。その結果は、優れた、信頼性と再現性があります。しかし、非常に高い周波数に移動すること、すなわち送信信号の波長がコネクタの大きさに匹敵するため、信号経路の結合共振構造を考慮する必要がない。

これは、コネクタおよび回路基板インターフェースにおける電位共鳴および放射線の慎重な制御が性能予測に重要であることを意味する。波長は100 ghzで3 mm,真空で1/4波長(0 . 75 mm)と半波長(1 . 5 mm)の共振を制御しなければならない。これらの寸法に比べて空隙や空隙が小さく、プリント基板媒体の波長が小さい。

PCBボード

基板厚

モデレスで動作するためには、基板の厚さは1/4波長よりもはるかに小さくなければならない。基板材料を考えると、マイクロストリップライン幅と基板厚との比は一定である。したがって、ミリ波回路のサイズは、数ミリの範囲を超えてはならず、表面実装用コネクタの中心プローブによって電気的に接続される。

例えば、図1に示すように、エッジマウントコネクタのSパラメータを計算する。図1は、信号性能が25 GHz前に良好であることを示している。しかし,30 ghzで強い共鳴が現れた。これは、コネクタとプリント回路基板グラウンドとの間のギャップを通って伝送線路に結合された寄生共振構造に起因する。この構造は、信号の主要部分を吸収し、挿入損失において数dbs程度減少する深い狭帯域を形成し、同時に反射損失にスパイクを形成する。

信号の主な部分は自由空間に放射し,隣接する回路への潜在的干渉を引き起こす可能性がある。図2の対数フィールド図は、共鳴フリンジ場が接地ギャップを通過することを示している。その物理モデルを強調します。その性能は信号プローブ付き導波路スイッチと類似しており,その機能はインダクタンス列のそれと類似している。以下は、これらの課題に対処する方法を検討します。

技術的特徴

図3は、選択されたコネクタのトポロジを示す。RFグラウンドと一番上のグランドは、プリント回路基板をモードレスにしておくために、多くのビアを通して接続されます。コネクタの領域は、一番上のグランドプレーンにあります。これにより、コネクタパッケージは非常にシンプルで設計が容易になり、同時に変換中に共振を励起しない。

ストリップラインでは、「Pentip」タイプの信号コンタクトは、高周波数での最小反射に必要な条件である非常に低い容量性負荷を生成するだけである。グランドプレーンは隙間を必要としません、さもなければ、それはデザインを厄介にします。コネクタの取付面から信号ピンが導出されると、コネクタが装着されると、信号パッドに弾性力が加えられ、安定で防振接続が可能となる。

機能

コネクタは、RPC - 2です.92 (40GHz) 02K80A-40ML5, RPC - 1.85 (70GHz) 08K80A-40ML5 and RPC-1.00 (110GHz) 01K80A-40ML5
• No welding required
•Preset positioning pins
•The clamping device can accommodate a wide range of board thicknesses while providing a continuous ground connection between the contact surface and the circuit board
•Universal, reliable and reusable
As expected by the simulation, 試験結果は40 GHzまでの新しいコネクタシリーズの優れたRF性能を確認した, 70 GHzと110 GHz. 3つの製品の反射損失及び挿入損失を図4 A及び4 Bに示す, それぞれ. 周波数応答は110 GHzまでのモードレスを有する. 挿入損失はプリント基板上のコプレーナ導波路の損失の50 %である. コネクタの実際の挿入損失はかなり低い. 同じ基板上に, 70 GHzと110 GHzのバージョンはテストされました. 40 GHzバージョンは別に設計されて.
これは低周波数での02 K 80 A - 40 Mの低損失を説明する. これは、異なるプリント回路基板レイアウトのためだけであるかもしれません. 110 GHz型コネクタのTDR応答を図5に示す. 同軸インターフェースは左側にある. これにより信号経路に沿った良好なインピーダンス制御が確認される. このタイプのコネクタは、2007年に広い範囲のアプリケーションを有する 超高周波 試験と測定, そして、それはまた、必須の最小放射と隣接する回路との結合の場合に広範囲にわたる応用を有する.