PCB Teknik - PCB devre masallarının cam fiber etkisinde milimetre dalga frekansında analiz ​

PCB devre masallarının cam fiber etkisinde milimetre dalga frekansında analiz

Genelde devre masallarının gücünü geliştirmek için en yaygın yöntemi, basılı devre masasına (PCB) dielektrik katına cam fiber/kıyafet eklemek. En ince PCB bile, cam fiber eklendiğinde gücü geliştirilebilir. Ama bunun için ödeme fiyatı nedir? performans ticareti nedir? Glass kendi madde özellikleri var. Yüksek frekans devre tahtası materyalini oluşturan orta ve yüzeysel baker foli maddelerlerle birleştirdiğinde devre elektrik performansına ne etkisi var? Bu blog, yüksek frekans devre tahtalarına, özellikle milimetre dalga devrelerine, cam fiber etkisine "bir göz kulak" deneyecek. Çünkü Millimeter dalga devre tahtaları yeniden otomatik radar sistemlerinde (77GHz) ve beş nesil (5G) hücre kablosuz iletişim sistemlerinde daha önemli oluyor.

Çeviri tahtası maddeleri oluşturan çeşitli resinler ile bardak fiber karıştırıp, bu şekilde oluşturduğu basılı devre tahtasının gücü ve sürekli sürdürülebilir. Dört tahtası yüksek mekanik gücü gerektiğinde, bir ya da daha fazla bir katı cam kıyafeti dielektrik altına karıştırılabilir ve keramik maddeler yüksek mekanik gücü yetiştirmek için doldurucu olarak karıştırılır. Rogers ’RO4830 • laminatlar bu yaklaşımı kullanır. Ancak, cam fiber genelde, dilektrik materyallerden (ve keramik doldurucu) yüksek bir dielektrik konstantı (Dk) vardır. Farklı Dk değerleri olan materyaller genellikle karıştırma sürecinde mükemmel üniforma dağıtımı elde edemez. Bu da devre tahtası materyallerinin farklı boyutları ve Dk değişikliklerini küçük bir bölgede uzaklaştırıyor. RF ve mikro dalga frekanslarında, Dk'deki bu değişiklik çok önemli olabilir, fakat daha küçük dalga uzunluğuyla milimetre dalga frekanslarında daha büyük bir etkisi olacak.

Dönüş tahtası maddelerinin devre performansındaki bardak fiber etkisi bardak etkisi (GWE) veya fiber etkisi (FWE) denir. Glass fiber, PCB materyallerinin güçlendirme parçasıdır. Bu gerçekten çok ince ve sürekli devre masalı maddeleri oluşturmaya yardım ediyor. Daha fazla materyaller kompleks paketleme ihtiyaçlarıyla uygulamalar için açık avantajlar vardır ve onlar daha yüksek frekans, küçük dalga uzunluğu devre uygulamaları için çok uygun, 28 GHz veya daha yüksek frekans milimetre dalga devreleri gibi.

Görünüşe göre, basılı devre tahtası malzemeleri, sürekli performans sağlamak için bardak fiber ve bakır yağmuru içerir. Glass fiber sadece milimetre dalga uygulamalarının fokusu değil, ama aynı zamanda yüksek hızlı dijital devrelerini etkiler, yakın sinyaller arasında yayılma gecikmelerini ve zamanlama farklılıklarını etkiler (bit hata oranlarını arttırır). Bu blog, cam fiber etkisi GWE'nin 77 GHz ve diğer milimetre dalga devrelerine nasıl etkilediğine odaklanacak.

Değişiklikleri belirle

Millimeter dalga frekanslarında, devre tahtasında küçük değişiklikler bile Dk elektrik özelliklerinde değişikliklere sebep olacak, tıpkı sinyal gecikme ve yayılma hattı fırsatı farklılıkları gibi. Daha ince devreler için, cam fiber gücü arttırmasına rağmen çevreli dielektrik materyallerinden çok daha yüksek Dk'i de arttırır. Bardak fiber Dk yaklaşık 6,0 ve dielektrik materyalinin Dk yaklaşık 2,1-2.6 ve karıştırmadan sonra toplam Dk elde edilebilir. Yüksek frekans PCB oluşturmak için kullanılan bardak fiber/kıyafet genelde mükemmel bir a ğı değildir ve devre masalı üretilmeden önce taşıma ve yönetme yüzünden değiştirilebilir.

Ayrıca, yüksek frekans PCB materyallerinde devre dönüşü de cam fiber etkisinin tüm devre üzerinde daha ya da daha az performans etkisi olabilir. Bardak kıyafeti cam fiber tarafından yıkanmış ve örneklerinde bu özellikler var: devre tahtasının küçük bölgesinde, bazı yerlerde karışık ve süper bardak fiber olacak, fakat bazı bölgelerde boş ve cam fiber yok. Bu cam fibriklerin karıştırılmış bölgelerde yayılma hatının etkinlik farkı oluyor. Daha fazla cam fibrikleri olan bölgeler "bölge bölgeleri" denir ve daha az camlı bölgeler "bölge açık bölgeleri" denir. Kıpırdam bölgesinin Dk değeri daha az bardak fiber ile "paket açma bölgesinden" yüksektir. Dönüş tahtasının karışık doğası yüzünden yüksek cam fiber bölgesinden geçebilir, camdan boş bölgesinden geçebilir, ya da aynı anda iki bölgesinden geçebilir, bu da aynı transmis çizgisinin farklı olduğu yerden geçebilir. Büyük performans farklısı.

Bardak fiber etkisi frekans arttığı ya da daha yüksek dijital hızlarda daha önemli olurken devre masallarının araştırma ve geliştirme personeli, bu etkileri farklı çeşitli cam fibrikleri ve modelleri araştırmaya çalışıyor. Aşağıdaki farklı cam fiber türleri genellikle milimetre dalga devrelerinde kullanılır, yani 106 türü açılır, balansız, yakışmış cam kıyafeti açılmayan, 1080 türü açılır ve 1078 düz fiber açılır balanslı, yakışmış cam kıyafeti. Üç çeşit cam fibre relatively ince. Buradaki "dengelenmiş" silahlar, bardak fibriğin Y aksinin yukarıdaki cam warp yarışlarının kalınlığının ve yoğunluğunun oranına yönlendiriyor. Bardak fiber yarı paketlerinin arasındaki açık alanın farklı geometrik yapıları olabilir, fakat cam fiber yarının kalıntısı ve yoğunluğu dengelendiğini belirliyor. 1078 bardak kıyafetinin düz bir fiber a çma yapısı var ve fiber açma bölgelerinde eşit bir şekilde materyalde dağılır. 106 ve 1080 bardak kıyafeti farklı olduğu halde, sarılmış cam fibreleri arasında açılır.

77 GHz fark

Farklı cam kıyafet türü devre masalları üzerinde araştırmalar, transmis çizgi devrelerin farklı cam fiber "kıyafet bölgelerinde" ve "ışık açma bölgelerinde bulunduğunu ve performansları farklı olacak. Yukarıdaki üç tipik cam kıyafetlerinden devre masallarının türünden ölçüm için devri tasarlayın. Material, bakra yağmurunun zorluğunun etkisini azaltmak için kalendarlı bakra kullanır ve ağ analizicisiyle ölçülemek için "çarpma alanı" ve "ışık açma alanı" üzerinden geçen devreleri seçir. Ölçüm parametreleri, grup gecikmesi, propagasyon ertelenmesi ve her devreğin faz açı tepkisini ve sonuç etkinlik farklılıklarını içeren grup gecikmesi, çeşitli cam fibrikleri ve farklı cam zayıf yapıları devredeki farklı Dk değerlerini üretilmek için görüntülerini elde etmek için.

Bu deney politetrafluoroetilen (PTFE) materyalinin 4 mil kalıntısını kullanır, doldurucu yok, kalendarlı bakır ve üstündeki üç farklı bardak kıyafetlerinin kombinasyonunu kullanır. 1078 tür cam fiber devre maddeleri düz ve dengelenmiş bir yapılandırma sahiptir. Bu, devre ve "ışık a çma alanının yönündeki yönünü azaltır." Teste sonuçları, bu tür 1078 bardak fiber devre maddelerinden yapılmış devenin faz farklığının sadece 77 GHz frekansında 20 derece olduğunu gösteriyor.

Diğer iki bardak fiber performansı nasıl karşılaştırıyor? Aynı 4 mil kalın PTFE'nin doldurulmuş bakra laminat materyali. 106 tür cam fiber kullanılmış açık saçma ve dengeli bir yapı var. 77 GHz'deki "Kıpırdam bölgesinin" ve "ışık açık bölgesinin" yönlerinin faz açısı ortalama farkı 100 derece. Aynı devre maddelerinde kullanılan 1080 tür cam kıyafeti a çık ve dengelenmeyen bir yapı var ve devre ortalama faz açılığı 77 GHz'in frekansı 149 derecedir.

Silah fiber etkisinden sebep olan bu farklılıklar yüzünden devre tahtasının Dk'in farkı nedir? Yukarıdaki aynı devre sonuçları gösteriyor ki, devre arasındaki devre ve "ışık a çılış alanında" devre arasındaki değişiklik 1078 cam kıyafeti materyalini kullanarak Dk'in yaklaşık 0,02'daki değişikliklere uyuyor. 106 tür cam kıyafeti materyalini kullanarak Dk'in farkı relatively büyük, bu 0.09. Sadece 1080 tür cam kıyafeti maddeleri kullanarak devre ile ilişkin maksimum Dk farkı 0,14'ya ulaşır.

Bir cam fiber kullanarak devre laminatları için cam fiber etkisi çok katı cam laminatlarından daha a çık, çünkü ortalama bir cam fibriğin ortalaması cam dağıtımı daha üniforma yapar. Millimeter dalga devreleri için dalga uzunluğu çok küçük ve alışık devre çok ince ve materyal genelde sadece cam fiber katı tarafından güçlendirilir. Bu durumda devre performansı cam fiber etkisi tarafından daha etkilenecek. Doldurucu (ceramik gibi) Laminatların bu ilave materyali vardır (Dk camın Dk ve resin sisteminin Dk arasında), kadehli fiber etkisini tamamen çözemez olsa da devri belli olarak yapar. Tahta materyalindeki Dk, cam fiber etkisini yüksek frekans altında azaltmak için daha üniformadır. Örneğin, Rogers Corporation tarafından üretilen RO4830 â‚¢ laminat bu çeşit devre materyalidir, 1078 pak açık fiber bardak elbisesi ve keramik doldurucu ile.

Ayrıca Rogers ’ RO3003 â‚¢ laminat bardak kıyafeti içermez ve millimetre dalga devrelerinde genelde kullanılan devre tahtası maddelerinden biridir. Bu, 3.00 ile Dk ile keramik dolu PCB materyalidir ve ± 0.04 içinde kontrol edilen Dk toleransı. Bu Dk konsistenci milimetre dalga devrelerinde ve yüksek hızlı dijital devrelerinde farklı çiftler için önemlidir.

Bardak fiber kaldır

Bardak fiber etkisini tamamen kaçırmak için bir yol cam fiber/kıyafet olmadan devre tahtası materyalini kullanmak. Özellikle 77GHz milimetre dalgalarının kullanımı gibi otomatik radar devreleri için, cam fiber güçlü devre tahtası maddelerinden yüksek frekans devre tahtası maddelerini kullanmak daha iyi. Rogers'ın son RO3003G2 â‚¢ devre laminatı da bardak kıyafeti içermeyen bir materyaldir. Testler, milimetre dalga frekanslarında farklı devre tahtaları arasında, sürekli mikrostrip yayılma hattı impedansı gibi sürekli bir performansı olduğunu gösterdi.

İmparator genişliğinde değişiklikler, bakır kalınlığı ve aşırı kalınlığı gibi diğer materyaller veya devre parametreleri ile ilgili değişiklikler yayılma çizgisinin engellemesine de neden olabilir. Ancak yeni serbest kalmış RO3003G2 yüksek frekans tahtası maddeleri, devre impedansı veya performans değişimlerini etkileyen cam fiber etkisi faktörünü tamamen yok ediyor. Bu 77 GHz ve yüksek frekanslar için kritik.

Not: This blog is based on the original author's webinar report "A Overview of Glass Weave Impact on Millimeter-Wave PCB Performance" (A Overview of Glass Weave Impact on Millimeter-Wave PCB Performance).

Tasarım veya işleme hakkında sorununuz var mı? Rogers â'nın uzmanları size önemli yardım sağlayabilir. Şimdi de yardım için mühendislerle temas etmek için Rogers resmi web sitesine girebilirsiniz.