PCB Teknik - GCPW devre milimetre dalga frekansiyesine uygulandı

GCPW devre milimetre dalga frekansiyesine uygulandı

Modern iletişim teknolojisinin hızlı gelişmesi ile, düşük frekans ve mikrodalgılık frekans bandlarında spektrum kaynakları artırıyor ve daha fazla kablosuz uygulamalar yüksek milimetre dalgalarına (mmWave) frekanslara yayılıyor. Örneğin, beşinci nesil (5G) kablosuz cep telefon iletişimleri ve gelişmiş sürücü yardım sistemleri (ADAS) gibi uygulamalar 24 GHz üzerindeki frekans bandlarını kullanır. Yine de sinyalin gücü genellikle frekans arttığında azalır. Bu yüzden, milimetre dalga devre teknolojisi sinyal kaybını azaltırken mevcut sinyal gücünü tam kullanmalı. Millimeter dalga devrelerinde sinyal gücünü korumak sadece basılı devre tahtasına bağlı değil, yayım hattı teknolojisinin seçiminine bağlı. Eğer devre tasarımı ve üretim sürecindeki etkileyici faktörler tamamen düşünülürse, temel koplanar dalga rehberinin (GCPW) milimetre dalga frekansında yayılma hattı ve düşük kayıp PCB materyallerinin kullanımı mükemmel devre performansına ulaşabilir.

Diğer yüksek frekans yayılma satırı teknolojileri ile karşılaştırıldı (piemēram: strip line, microstrip line), GCPW devre teknolojisi doğal avantajları var, özellikle milimetre dalga frekanslarında. GCPW yapısı basit ve a çık: üst seviye iletişim satırı "ground-signal-ground (GSG)" yapısını kabul eder, orta katı tek katı bir dielektrik katı, alt katı bir yer katı, üst ve alt katı katları delikler (PTH) tarafından bağlantılır. GCPW mikrostrip çizgisinin basit yapısına uymuyor olsa da, GCPW strip çizgisinden çok basit (üst ve altındaki dielektrik katı ile). GCPW ile karşılaştığında, mikrostrup çizgisinin yapısı basit olsa da, millimetre dalga frekansında kaybı arttıracak. Millimeter dalga frekanslarında, mikrostrip yayılma hatları devreleri GCPW devrelerinden dışarıdaki dünyaya enerji radyasyon etmek daha kolay, özellikle devreler ve kaplamalarda potansiyel müdahale ve elektromagnet uyumluluğu (EMC) sorunları var.

Ancak GCPW'nin son performans uygulaması, devrelerin gerçek işlemde etkisini de anlaması gerekiyor, çünkü GCPW devrelerini simulasyon etmek için bilgisayar destekli (CAE) yazılımını kullandığında materyal özelliklerinin parametreleri neredeyse ideal. Bu yüzden, bu faktörler yazılımın simülasyon sonuçları ve gerçekten işledilen GCPW devresinin gerçek ölçüm sonuçları arasında, özellikle yüksek volum milimetre dalga devrelerin tasarımı için belli bir fark olabilir.

Dönüş işlemeden önce bile, PCB materyalindeki küçük değişiklikler GCPW devresinin performansını etkileyecek, özellikle milimetre dalga frekansiyonun küçük dalga uzunluğunda ve dalga uzunluğu bu değişikliklere çok hassas olacak. Örneğin, dielektrik materyalinin kalınlığında ve yöneticinin kalınlığında değişiklikler milimetre dalga frekanslarında GCPW'in performansında değişikliklere neden olur. Bakar yöneticisindeki yüzeysel zorluk GCPW performansını da etkiler, ve diğer platlama katı (PTH plating katı gibi GCPW devreleri yapmak için kullanılan) de GCPW performansını etkiler.

İşlemler

GCPW iletişim satırı teknolojisi, milimetre dalga frekanslarında yüksek konsistenci olan PCB devrelerin üretimi için çok uygun olsa da, hâlâ yüksek güvenilir devre tahtası maddeleriyle birlikte kullanılmalıdır (dielektrik konstant Dk gibi, kaybı faktörü Df). Ayrıca, milimetre dalga devresinin işleme teknolojisi devreyi kütle üretimde iyi bir sürekli tutabileceğini sağlamak için tekrarlanabilir. İşlenme teknolojisindeki değişiklikler PCB performansındaki değişikliklere sebep olabilir. Örneğin, GCPW devrelerindeki iki toprak uça ğını bağlamak için kullanılan PTH'in yeri devre ile dönüşebilir ve bu küçük farklılık da performans değişimlerinin sebebi olacak.

GCPW yöneticisinin biçimi devrelerden devre kadar değişebilir ve üretilen GCPW devreleri arasındaki performans farklılıkları olabilir. Bakar yağ yöneticilerini modellendirdiğinde, CAE simülasyon yazılımı genelde onu ideal yönetici şekli olarak kabul eder (karışık bölgelerden doğru katı). Bunu bir devre performans seviyesini tahmin etmek için bir temel olarak kullanın. Fakat gerçek işlemde, GCPW devrelerin yüzeysel yöneticilerinin çoğu trapezoidal şekilde işlenmiş ve farklı devrelerin yöneticilerinin belli derece değişiklikleri vardır. Bu yöneticilerin değişiklikleri GCPW devresinin elektrik performansındaki değişikliklere neden olur, özellikle giriş kaybına ve sinyal faz açına etkisi, ve bu değişikliklerin etkisi frekansların arttırılmasıyla arttırılacak.

Gerçek yönetici ve ideal yönetici arasındaki fark yüzünden, gerçek devre performans seviyesi arasında fark var (yönetici işlemden sonra trapezoidal) ve ideal devre (dikdörtgenler). Görünen sinyal dalga uzunluğu milimetre dalga frekanslarında küçük olurken, devrelere çok hassas. Ideal devre yöneticisi devreğin etkileşimli dielektrik konstantlerinin en küçük değişikliklerini gösterir, standart PCB üretim sürecinin kesinlikle küçük değişiklikleri vardır. Böylece devreler arasında performans değişiklikleri de olabilir.

Ayrıca, GCPW devrelerin GSG yapısındaki yan duvardaki uzaylığın yoğunluğuna göre farklı bir miktar bağlantı vardır. Genelde birlikte daha yakın olan yöneticiler daha sıkı bir bağlantı üretir. Güçlü bir GCPW iletişim hatlarıyla karşılaştırılmış, sıkı bir GCPW devrelerinde koplanar yöneticilerinin ön duvarlarında daha yüksek şiddet yoğunluğu var. Yapılmış GCPW devreleri devre üretim süreci değişikliklerine hassas değişikliklerdir çünkü ekleme alanı elde edemiyorlar ve mikrostrip yayım devreleri gibi davranmıyorlar.

Millimeter dalga GCPW devre platformu üretmek için kullanılan her devre tahtası, RO3003 â¢ Rogers Corporation'ın laminatı (z-aksi Dk 3.00±0.04, 10 GHz Df 0.0010) ve baker folisinin yüzeyi (baker foli ve dielektrik) bu materyal üzerinde yapılan devre performansını etkileyecek. Özellikle daha yüksek frekanslar (milimetre dalga frekanslar gibi) ve daha ince devreler. Güçlü bakır yağmur yüzeyi bu devrelerin girişimin kaybını arttıracak ve sinyal fazı hızını yavaşlatacak. Yönetici giriş kaybı da bakra yağmur yöneticisinin ve yöneticinin kalınlığından etkilenir. Daha geniş bir yönetici daha az kaybı gösterecek ve daha kalın bir yönetici GCPW yayınlama hattının daha fazla hava kullanmasını sağlayacak (düşük bir birim Dk değeriyle) ve düşük kaybıyla yayınlayacak. Elbette, Dk değeri yüksek bir devre maddeleri de daha yavaş bir faz hızını sağlayacak.

Metal plating

Her tür GCPW devrelerini üretilmek PCB maddelerini elektro platlaması dahil olacak. Örneğin, metallizasyon üzerinden yapıldığında, devre tahtası maddelerinde bazı delikler sürüklenecek ve delik duvarı, üst ve a şağı toprak katları arasındaki davranışı fark etmek için bir katı bakra ile elektroplatılacak. Bu süreç, üst ve aşağı katlar bağlı. PCB'nin bakra katı kesinlikle bir katı bakra ile tekrar dağılacak. Ayrıca, son yüzeysel tedavi katmanı oluşturmak için GCPW devrelerinde metal patlaması tekrar gerçekleştirilebilir ve bakra yöneticisini korumak için. Yüzey tedavisi için kullanılan metalin davranışı genellikle bakırın kaybından daha düşük ve yöneticilerin kaybını arttıracak ve girişim kaybını arttıracak metalin davranışlığı; Ayrıca, bu mantığın yüzeyi de faz tepkisine etkileyecek, bu etki millimetre dalga frekanslarında gerekli. Anlaşıldı.

Bilgisayar yazılım simülasyonunun sonuçları ve millimetre dalgasının ölçüm sonuçları arasında gerçekten işlenmiş GCPW devresinin farklılığı olmalı. Millimeter dalga GCPW devrelerinin başarılı toplam üretiminin anahtarlarından biri, özel materyal özellikleri ve özel devre özellikleri ile farklı hata değişikliklerini azaltmak. Farklı GCPW üretim sürecileri tarafından ne kadar yetişkin devre masallarını (RO3003 laminat gibi) etkileyeceğini anlayarak anlamlı üretim performansı tolerans standartlarını belirlemek mümkün. Bu yüzden, 77 GHz ile milimetre dalga ADAS devresi için bile yüksek bir yiyecek ulaşılabilir.