RF PCB Ka Moralo: Melao-motheo ea Boenjiniere bakeng sa Ts'ebetso ea Maqhubu a Phahameng

Selelekela

Ho RF PCB ka moralo, esita le liphapang tse nyane tsa geometri li ka fetola haholo libopeho tsa impedance, tsa hlahisa li-resonances tse sa batleheng, kapa tsa senya phallo ea hajoale ea ho khutla. Li-Vias li sebetsa e le likhokahano tse emeng lipakeng tsa mekhahlelo ea potoloho, empa ho maqhubu a seea-le-moea le lihlopha tsa microwave, meaho ena e sebetsa joalo ka likarolo tse rarahaneng tsa motlakase ho fapana le li-conductors tse bonolo.

Ho kenella ha dikokwana-hloko, bokgoni, le kganyetso tse amanang le di-vias e ba mabaka a bohlokwa a amang ka ho toba botshepehi ba letshwao, tahlehelo ya ho kenngwa, le tshebetso ya sistimi ka kakaretso. Ho utlwisisa boitshwaro ba ka maqhubu a phahameng ho bohlokwa bakeng sa ho boloka dibaka tse laolwang tsa impedance le ho fokotsa tshitiso ya motlakase tsamaisong ya RF le ya microwave.

Sengoliloeng sena se hlahloba litšobotsi tsa motlakase oa vias lits'ebetsong tsa maqhubu a phahameng mme se fana ka tataiso e sebetsang ea moralo hammoho le lintlha tsa tlhahiso.

Karolo ea Vias ho RF PCB Via Design

Maqhubung a seea-le-moea, li-vias li fetoha ho tloha ho likhokahano tse sa sebetseng ho ea ho likarolo tsa potoloho tse sebetsang tse nang le thepa ea motlakase e ka lekanngoang. Via e 'ngoe le e 'ngoe e bontša ho kenella ha likokoana-hloko ho lekana le bolelele ba eona le bokhoni ba likokoana-hloko bo khethiloeng ke geometry ea pad le dielectric e potolohileng. Li-parasitic tsena li theha marang-rang a lekanang a LC a sebelisanang le impedance ea mohala oa phetisetso, e leng se bakang ho bonahatsa le tahlehelo ea ho kenya e eketsehang ka makhetlo.

Ka Li-Parasitics le Mefuta e Tšoanang ea Potoloho

Moetso oa mantlha oa motlakase oa RF PCB ka ho kenyelletsa letoto la inductance ho tloha moqomong o emeng, matla a shunt ho tloha sebakeng sa sefofane ho ea ho sefofane, le ho hanyetsa letoto ho tsoa ho koporo e pentiloeng. Tloaelehileng ka lesoba vias hlahisa inductance boleng pakeng tsa 0.5 ho 1.5 nH ho itšetlehile ka botenya boto, ha pad capacitance ranges ho tloha 0.2 ho 0.8 pF e thehiloeng pad bophara le dielectric kamehla.

Litekanyetso tsena li ba bohlokoa ha maqhubu a "via" a itlhahisang a atamela kapa a oela ka har'a sehlopha sa ts'ebetso, 'me a etsa hore ho se tsoele pele ho nyenyefatsang boleng ba lets'oao.

Boitšoaro bo Itšetlehileng Khafetsa

Ka nqane ho li-gigahertz tse 'maloa, vias e qala ho sebetsa joalo ka lithapo tse nyane tsa phetisetso tse nang le ts'ebetso ea tsona. Phapang ea ho se lumellane lipakeng tsa mohala oa polane ea phetisetso le sebopeho sa ka tsela e hlahisa maqhubu a tsamaeang a eang morao le ho kgutlela morao, e leng se bakang tahlehelo ya ho kenya e eketsehang le kgafetsa.

Ka maqhubu a millimeter-wave, phello ea letlalo e tsepamisa mohopolo ho phalla ha joale haufi le holim'a barrel, ho eketsa ho hanyetsa letoto le ho kenya letsoho mekhoa e meng ea tahlehelo e lokelang ho rarolloa ho RF PCB ka moralo.

Mathata a Botšepehi ba Letšoao ho RF PCB Via Design

Via-Induced Impedance Discontinuities

Litšitiso tsa ho se tsoelepele ka lebaka la liphetoho li emela e 'ngoe ea liqholotso tse kholo ho RF PCB ka moralo. Ha mohala oa microstrip oa 50-ohm o kopana le via se nang le ts'oaetso e tlase, coefficient e hlahang e ka feta -15 dB ka maqhubu a holimo.

Ho ntlafatsa RF PCB ka moralo ho hloka mekhoa e 'maloa e hokahaneng:

• Fokotsa ka ho bala - Fokotsa palo ea liphetoho tsa lera ho latela litsela tsa bohlokoa tsa RF
• Laola ka bophara - Sebelisa li-diameter tse nyane tsa barrel pakeng tsa 0.2 ho isa ho 0.3 mm ho fokotsa inductance ea parasitic
• Ntlafatsa pad geometry - Fokotsa boholo ba pad ea ho hapa hore e be boholo bo ka tšeptjoang ha u ntse u boloka selikalikoe se lekaneng sa annular
• Laola phihlello ea antipad - Phokotso ea capacitive loading e leka-lekaneng khahlanong le litlhoko tsa tsoelo-pele ea tsela ea ho khutla

Ka Stub Resonance

Stub resonance e etsahala ha karolo e sa sebelisoeng ea lesoba le fetang ka nqane ho sebaka sa ho tsoa ha lets'oao e theha sebopeho sa kotara-wave resonant. Libakeng tseo bolelele ba stub bo atamelang λ/4 ka har'a dielectric medium, stub e hlaha e le potoloho e bulehileng sebakeng sa mateano, e theha li-nulls tse tebileng karabong ea phetisetso.

Bakeng sa boto ea 1.6 mm e nang le εr ea 4.2, stub e botenya bo felletseng e bua haufi le 11.5 GHz. Ho cheka ka morao ho tlosa stub ka tlas'a lesela la ho tsoa ha lets'oao, ho fetola molumo oa pele ho feta maqhubu a tloaelehileng a ts'ebetso. Ntle le moo, li-vias tse foufetseng le tse patiloeng ho RF PCB ka moralo li tlosa li-stubs ka ho emisa hantle sebakeng seo u eang ho sona.

Tšitiso ea Tsela ea ho Khutlela

Maqhubu a phahameng a khutlang a latela tsela ea bonyane ba impedance, e tsamaellanang le tsela ea sebaka se senyenyane sa loop ka ho toba ka tlas'a letšoao la letšoao. Ha ho na le phetoho lipakeng tsa mekhahlelo e nang le lifofane tse fapaneng tsa litšupiso, lebelo la ho khutla le tlameha ho fumana tsela e 'ngoe ka tsela e haufi, sebaka se ntseng se eketseha sa loop le ho hlahisa mahlaseli a inductive le mahlaseli a ka bang teng a EMI.

Ho beha li-vias ka har'a λ/10 ea lets'oao ka tsela ho boloka ts'ebetso ea tsela ea ho khutla. Sebaka se pota-potiloeng ke terata e potolohileng liphetoho tsa RF, ka sebaka se ka tlase ho λ/20, se theha moeli o sebetsang oa makenete ea motlakase o bolokang kabo e reriloeng hona joale le ho fokotsa ho hokahana le lipotoloho tse haufi.

Tataiso ea Moralo bakeng sa RF PCB Vias

Dimensional Parameter Control

RF PCB e atlehileng ka moralo e hloka tlhokomelo e hlophisehileng ho li-parameter tse laolang likokoana-hloko. Via-diameter e lokela ho fokotsoa ha ho ntse ho bolokoa ts'epahalo ea tlhahiso, hangata 0.2 ho 0.3 mm bakeng sa lits'ebetso tse ngata tsa RF. Sekhahla sa "pad pad" se lokela ho fana ka selikalikoe se lekaneng sa annular ntle le matla a feteletseng, ka kakaretso 0.15 ho 0.2 mm e kholo ho feta lesoba le phethiloeng.

Ho tlosoa ha li-antipad lifofaneng tsa litšupiso ho hloka ho ntlafatsoa ka hloko, kaha lits'oants'o tse kholo li fokotsa bokhoni empa li sitisa litsela tsa ho khutla. Bakeng sa maqhubu a ka holimo ho 10 GHz, bophara ba antipad bo lokela ho lekanyetsoa ho makhetlo a 2 ho isa ho a 2.5 ho feta bophara ba moqomo ho leka-lekanya litlhoko tsena tse hlolisanoang.

Ho Fokotsa Liphello Tsa Bolelele ba Stub

Ho tlosa kapa ho fokotsa bolelele ba stub ho tla pele ho RF PCB ka moralo oa maqhubu a fetang 6 GHz. Litlhophiso tsa Via-in-pad, moo tsela e behiloeng ka kotloloho ka har'a karolo ea karolo, fokotsa bolelele ba trace e otlolohileng le likokoana-hloko tsa phetoho ka kakaretso. Mokhoa ona o sebetsa ka ho khetheha bakeng sa liphutheloana tsa QFN le lisebelisoa tse ling tse holim'a metsi tse hlokang likhokahano tsa fatše.

Ho phunya ka morao ho isa ho 0.15 ho 0.25 mm ea lera la pontšo ho tlosa boholo ba matla a stub ha ho ntse ho boloka mamello ea ho cheka ka mechine. Sesepa se sekhutšoane se setseng se bonts'a molumo oa sona oa pele hantle kaholimo ho 20 GHz, se etsa hore mokhoa ona o sebetse hantle lits'ebetsong ka Ku-band.

Ground Via Kenmentation

Ho beoa ka leano la li-pass tsa fatše ho boloka maemo a moeli oa motlakase 'me ho fana ka litsela tsa ho khutla tse nang le tšitiso e tlase:

• Ka ho arohana ha terata - Beha sebaka ka nako ea λ/20 ka lebelo le phahameng ka ho fetisisa la ts'ebetso
• Tsela ea ho khutla ka tsela - Beha sebaka se inehetseng ka har'a 0.5 mm ea lets'oao ka liphetoho
• Ho roka sefofane - Hokela lifofane tsa fatše ka nako ea 3 ho isa ho 5 mm ho boloka maemo a equipotential
• Coaxial ka sebopeho - Lets'oao le pota-potileng le nang le sebaka se chitja ka lipaterone ho isa ho geometry ea coaxial

Netefatso ea Electromagnetic Simulation

Ketsiso e felletseng ea maqhubu a motlakase e netefatsa RF PCB ka moralo pele e etsoa. Lisebelisoa tse kang Ansys HFSS kapa Keysight ADS li fana ka ts'ebetso ea S-parameter e senolang tahlehelo ea ho kenya, tahlehelo ea ho khutla, le boitšoaro bo botle ho pholletsa le mefuta eohle ea maqhubu.

Ketsiso e tlameha ho kenyelletsa thepa ea 'nete, ho hlaka holim'a koporo, le mamello ea tlhahiso ho netefatsa hore ho na le kamano le liphetho tse lekantsoeng. Li-parametric sweeps tsa ka geometry li supa litekanyo tse nepahetseng tse lekanyang ts'ebetso ea motlakase khahlano le lithibelo tsa tlhahiso.

Lintlha tsa Tlhahiso bakeng sa RF PCB Via Design

Plating Uniformity le Thickness Control

Ho lumellana ha Electroplating ho ama ka kotloloho tahlehelo ea maqhubu a phahameng ho RF PCB ka moralo. Liphetoho tsa botenya ba koporo ka har'a barrel li baka ho feto-fetoha ha maikutlo ho bonahalang e le tahlehelo ea ho kenya le ho lieha ha sehlopha. Mekhoa ea sejoale-joale ea tlhahiso e shebane le ho fapana ha botenya ba plating ka tlase ho liperesente tse 20 ka kabo e hlokolosi ea hajoale le taolo ea lik'hemik'hale tsa ho hlapa.

Ho eketsa botenya ba plating ho feta 25 μm ho isa ho 35 kapa 50 μm ho fokotsa khanyetso ea DC empa ho ka senya bokhoni ba likarolo bakeng sa meralo e phahameng haholo. Bakeng sa lits'ebetso tsa RF, ho boloka botenya bo tšoanang ba plating ho tla pele ho boleng ba botenya bo felletseng.

Ka ho Tlatsa le ho Plugging Technologies

E tsamaisang motlakase ka ho tlatsa ka ho sebelisa peista ea koporo e felisa mokoti oa moea ka har'a moqomo oa via, e fana ka taolo ea mocheso le botsitso ba mechini bakeng sa lits'ebetso tsa via-in-pad. Via e tlatsitsoeng e ka planar le ho peista holim'a eona, e leng se etsang hore ho be le bokaholimo bo bataletseng bakeng sa ho kenngoa ha likarolo.

Non-conductive epoxy filling e fana ka mefuta e meng e theko e tlase e tsitsisang sebopeho ka sebopeho le ho thibela solder wicking nakong ea kopano. Ho RF PCB ka moralo, li-vias tse tlatsitsoeng li bonts'a litšobotsi tsa motlakase tse ka tsejoang esale pele ka lebaka la ho felisoa ha sehokelo sa moea-dielectric ka har'a barrel.

Back Drilling Process Control

Ho cheka ka morao ho tlosa thipa ka ho cheka ho tloha ka lehlakoreng le leng la boto ho ea botebong bo laoloang ka nqane ho lera la lets'oao. Ts'ebetso e hloka taolo e nepahetseng ea botebo ka har'a 0.1 mm ho qoba ho senya lera la lets'oao ha o ntse o tlosa bolelele bo boholo ba stub.

Ho roala ha lisebelisoa le ho nepahala ha ngoliso ea li-drill ho ama botsitso ba ho tlosoa ha li-stub ho pholletsa le liphanele tsa tlhahiso. Tlhahlobo ea X-ray ka mor'a ho cheka ka morao e netefatsa bolelele ba li-stub tse setseng, ho netefatsa hore lipehelo tsa ts'ebetso ea motlakase li fihlelleha nakong eohle ea tlhahiso.

Via Reliability le Thermal Khatello

Coefficient ea ho se tsamaisane ha mocheso pakeng tsa koporo le substrate e baka khatello ea maikutlo nakong ea libaesekele tse futhumetseng. The via barrel e tlameha ho amohela katoloso ea z-axis le ho honyela ntle le ho petsoha kapa delamination.

Tlhahlobo ea khatello ea maikutlo ea mocheso e ba ea bohlokoa haholo ho RF PCB ka moralo oa lisebelisoa tse matla haholo moo mocheso o tlositsoeng o bakang likhahla tse phahameng tsa mocheso. Litlhaloso tsa Sehlopha sa 3 tsa IPC-6012 li hloka botenya bo eketsehileng ba plating le taolo e ntlafalitsoeng ea ts'ebetso ho netefatsa ka ho ts'epahala ka li-cycle tse 500 ho isa ho tse 1000 tsa mocheso.

Mekhoa ea ho netefatsa boleng

Tlhahlobo e felletseng e netefatsa RF PCB ka ts'ebetso ea moralo:

• Microsectioning - Tiiso e tobileng ea pono ea kabo ea botenya ba koporo le botšepehi ba moqomo
• Tlhahlobo ea X-ray - Ho sibolla ho sa senyeheng ha li-void tsa kahare le bofokoli ba plating
• Teko ea impedance - Reflectometry ea nako-domain e senola liphapang tsa impedance nakong ea liphetoho
• Tekanyo ea S-parameter - Tlhahlobo ea marang-rang ea Vector e tiisa ts'ebetso ea motlakase khahlanong le mehlala ea papiso

Mohlala oa Moqapi o Sebetsang

Nahana ka mohala oa microstrip oa 50-ohm o fetelang lipakeng tsa mekhahlelo ka har'a boto ea 1.6 mm e tenya ea FR-4 e sebetsang ho 6 GHz. Mokoti o tloaelehileng o nang le bophara ba 0.3 mm ba barrel le 0.6 mm pad e theha hoo e ka bang 1.0 nH inductance le 0.4 pF capacitance.

Ketsiso e felletseng ea wave e senola tahlehelo ea ho kenya 0.5 dB le ho khutlisa tahlehelo ea tahlehelo ho -12 dB ho 6 GHz ka lebaka la stub resonance e atamelang λ/4. Ho kenya ts'ebetsong ho cheka morao ho tlosa stub ka tlase ho lera la ho tsoa ho fokotsa tahlehelo ea ho kenya ho 0.2 dB le ho ntlafatsa tahlehelo ea ho khutlela ho -20 dB ho pholletsa le sehlopha sa 4 ho ea ho 8 GHz.

Ho eketsa li-vias ka har'a 0.5 mm ea lets'oao ka ho boloka ts'ebetso ea tsela ea ho khutla, ho ntlafatsa phetisetso ka 0.1 dB. Papiso ena e bontša kamoo ts'ebeliso e hlophisitsoeng ea RF PCB ka melao-motheo ea moralo e fetolelang ka kotloloho ntlafatso ea ts'ebetso e lekantsoeng.

fihlela qeto e

RF PCB e sebetsang hantle ka moralo e hloka ho nahanoa ka mokhoa o kopaneng oa boits'oaro ba motlakase, ts'ebetso ea jiometri, le bokhoni ba ho etsa tlhahiso. Ho laola likokoana-hloko tse susumetsoang ke matla ka ho ntlafatsa litekanyo, ho tlosa li-stub resonances ka ho cheka morao kapa ho foufala ka theknoloji, le ho boloka tsela ea ho khutlela morao ka mobu o hlophisitsoeng ka ho behoa ka kopanelo ho thusa ho boloka botšepehi ba matšoao ho maqhubu a seea-le-moea le a microwave.

Highleap Electronics e fana ka tlhahiso e nepahetseng ea RF le PCB ea microwave ka bokhoni bo felletseng ba boenjiniere:

• Impedans e laoloang ka meaho - Taolo e matla ea mamello ea matla e netefatsa ts'ebetso e tsitsitseng ea motlakase
• E tsoetseng pele ka ho tlatsa theknoloji - Likhetho tsa ho tlatsa le tse sa sebetseng bakeng sa tsamaiso ea mocheso le ho tšepahala
• Ho cheka ka mokhoa o nepahetseng ka morao - Taolo e tebileng ka har'a 0.1 mm e tlosa li-stub resonances ka maqhubu a Ku-band
• Netefatso e felletseng ea motlakase - Nako-domain reflectometry le tlhahlobo ea marang-rang ea vector e netefatsa sepheo sa moralo

Netefatso ea ts'ebetso ea rona le liteko tsa motlakase li netefatsa hore RF PCB ka moralo e fetoha ka mokhoa o tšepahalang ho ba lisebelisoa tsa tlhahiso bakeng sa puisano, radar le lits'ebetso tsa lisebelisoa. Ikopanye le Highleap Electronics ho buisana ka litlhoko tsa hau tsa PCB tse sebelisoang khafetsa le ho sebelisa bokhoni ba rona ba boenjiniere bo tsoetseng pele.