Технология PCB - схема GCP для частот миллиметровых волн

Схема GCPW для частот миллиметровых волн

С быстрым развитием современных коммуникационных технологий, истощение спектральных ресурсов на низких и микроволновых частотах, И все больше и больше беспроводных приложений расширяются до более высоких частот миллиметровых волн (mmWave). например, Такие приложения, как беспроводная сотовая связь пятого поколения (5G) и усовершенствованная система помощи водителю (ADAS), используют полосу частот выше 24 ГГц. Однако, Мощность сигнала обычно уменьшается с увеличением частоты. Технология микросхем миллиметрового диапазона должна в полной мере использовать существующую мощность сигнала, сводя к минимуму потери сигнала.поддержание мощности сигнала в цепи мм зависит не только от печатных схем плата цепи(печатная плата) материал, Кроме того, мы должны рассмотреть возможность выбора технологии линий электропередач. если в полной мере учитывать факторы влияния при проектировании и производстве схем, Затем следуют заземленные конвективные волноводы (GCPW) на частоте миллиметровых волн и использование с низкими потерями печатная плата материалы могут получить отличные характеристики схемы.

По сравнению с другими технологиями высокочастотных линий передачи (например: полосовые линии, микрополосные линии), технология схем GCP обладает естественным преимуществом, особенно частота миллиметровых волн. Структура GCPW проста и понятна: верхние линии передачи используют структуру « наземный сигнал - земля (GSG) , промежуточный слой является однослойным диэлектриком, нижний слой, Верхние и нижние заземления соединяются через сквозные отверстия (PTH). Хотя GCPW не соответствует простой структуре микрополосных линий, GCPW намного проще, чем полосовые линии (с диэлектрическими слоями сверху и снизу). Несмотря на то, что структура микроволновых линий очень проста, это увеличивает потери на частотах миллиметровых волн. На миллиметровой частоте, фазосдвигающая с микрополосой передачи легче излучать наружу, В частности, в компактных схемах и корпусах существуют потенциальные помехи и проблемы с электромагнитной совместимостью (EMC).

Вместе с тем, для определения конечных характеристик GCPW необходимо также понять воздействие схем на фактическую обработку, поскольку параметры характеристик материалов практически идеально подходят для моделирования схем GCP с использованием различных компьютерных средств (CAE). Таким образом, эти факторы могут привести к определенному расхождению между результатами моделирования программного обеспечения и фактическими результатами измерений используемой схемы GCP, особенно в том, что касается конструкции схем большой емкости миллиметровых волн.

Даже перед обработкой схем Микроизменения в материалах печатная плата могут повлиять на производительность схемы GCP, особенно на длину волны в миллиметровом диапазоне, и длина волны весьма чувствительна к этим изменениям. например, изменение толщины диэлектрика и толщины проводника приведет к изменениям в характеристиках GCP на частотах миллиметровых волн. шероховатость поверхности медного проводника также влияет на характеристики GCP, и любое другое покрытие (например, покрытие из PTH, используемое для изготовления схемы GCP) также влияет на свойства GCP.

технологическая обработка

Несмотря на то, что технология линии электропередач GCPW вполне пригодна для производства высокооднородных цепей печатная плата на частотах миллиметровых волн, ее необходимо использовать в сочетании с материалами из высоконадежных схем (например, с диэлектрической константой Dk, коэффициентом потерь Df). Кроме того, технология обработки схем миллиметрового диапазона должна быть итеративной, с тем чтобы обеспечить хорошую последовательность схем в массовом производстве. изменение технологии обработки может привести к изменениям в характеристиках печатная плата. например, местоположение PTH, используемое для подключения к двум смежным пластам в цепи GCP, может варьироваться в зависимости от схемы и может также являться причиной изменения производительности.

конфигурация проводника GCP может варьироваться в зависимости от схемы, Различия между производимыми схемами GCPW. при моделировании проводника медной фольги, Программное обеспечение для моделирования CAE обычно предполагает, что это идеальная форма проводника (прямоугольник с точки зрения поперечного сечения). и на этой основе прогнозировать уровень характеристики указанной цепи. Однако, в процессе практической работы, Большинство поверхностных проводников схемы GCPW обрабатываются в трапециевидные формы, в разных схемах проводники в определенной степени меняются.Эти изменения в проводниках приведут к изменению электрических характеристик схемы GCPW, особенно влияние на вносимые потери и фазовый угол сигнала, последствия таких изменений будут увеличиваться по мере увеличения частоты.

из - за различий между фактическим проводником и идеальным проводником уровень характеристик фактической цепи (после обработки проводник является трапецом) и идеальной цепи (прямоугольник) различается. когда соответствующая длина волны сигнала изменяется под частотой мм, она крайне чувствительна к цепи. идеальный проводник схемы отражает минимальное изменение эффективной диэлектрической проницаемости цепи и относительной фазовой реакции, а Стандартная технология производства печатная плата неизбежно незначительно изменяется. ошибка, которая также может привести к изменениям производительности в цепи.

Кроме того, в зависимости от плотности расстояний между боковыми стенками в структуре GSG схемы GCP имеют разную связь. обычно тесно связанный проводник создает более тесную связь. по сравнению с линией передачи GCPW с ослабленной связью схемы GCPW с плотностью тока на боковой стенке сопутствующего проводника. схемы GCPW с свободной связью менее чувствительны к изменениям в процессе изготовления схем, поскольку они не могут получить дополнительное заземление, и их поведение весьма схоже с поведением микрополосных линий передачи.

любой плата цепиматериал Для изготовления миллиметровых волн GCPW circuits тарелка, Такие, как RO3003ٔламинат компании Rogers (DK для оси z 3,00 ± 0,04, 10 ГГц дляопредлени, Особенно в более высоких частотах (например, миллиметровых волнах) и более тонких схемах. Грубые поверхности медной фольги могут привести к увеличению потерь при вставке этих цепей и замедлению фазы сигнала . потери при вставке проводника также зависят от относительной ширины проводника медной фольги и толщины проводника. Чем шире проводник, тем меньше потери, Более толстые проводники приведут к тому, что линии передачи GCPW будут использовать больше воздуха (с более низким значением Dk единицы) и передавать с более низкими потерями. Конечено, материал схемы с более высоким значением DK также обеспечивает более медленную фазовую скорость.

Металлическое покрытие

Изготовление любой схемы GCPW будет включать гальваническое покрытие печатная плата mатериалы. Например, при металлизации перфорации, Некоторые скважины будут буриться в скалах плата цепи mатериалы, И стена отверстия будет electroтарелкадля достижения проводимости между верхними и нижними слоями.В этом процессе, верхние и нижние слои соединены. Медный слой печатная плата неизбежно тарелкаd Еще один слой меди. Кроме того, Металлогальваническое покрытие может быть повторно выполнено на схеме GCPW, чтобы сформировать окончательное покрытие для обработки поверхности и защитить медные проводники.электропроводность металлов для обработки поверхности обычно ниже электропроводности меди, это увеличит потери проводника и приведет к увеличению потерь при вставке; Кроме того, поверхность покрытия также влияет на фазовую реакцию, поэтому этот эффект необходим под частотой миллиметровых волн. Considered.

Результаты моделирования программного обеспечения вычислительной машины неизбежно отличаются от результатов измерений фактически обработанных схем GCPW миллиметрового диапазона. Одним из ключей к успешному массовому производству микросхем GCPW миллиметрового диапазона является минимизация различных изменений погрешности с помощью конкретных свойств материала и конкретных характеристик схемы. как взрослеть плата цепиmaterials (such as RO3003 laminate) Это будет зависеть от различных процессов производства GCPW, можно установить стандарт допуска на значимые производственные свойства. поэтому, Даже для миллиметровой схемы ADAS на 77 ГГц, высокая урожайность.