毛片视频免费观看-毛片视频在线免费观看-毛片手机在线视频免费观看-毛片特级-中文亚洲字幕-中文一级片

高頻電路中信號(hào)傳輸損耗的最小化

2020-08-10 來(lái)源:PCB007線上雜志 字號(hào):

隨著移動(dòng)電話、互聯(lián)網(wǎng)接入和手持設(shè)備的不斷增長(zhǎng),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒘考眲≡黾?。為了處理電子系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù),PCB傳輸高速射頻信號(hào)的要求越來(lái)越高,并且傳輸速度一直在提高。在較高的GHz頻率范圍內(nèi),如何降低射頻信號(hào)損耗(也稱為插入損耗)變得日益顯著。插入損耗是由于將器件插入傳輸線或光纖而導(dǎo)致的信號(hào)功率損耗,用dB表示。插入損耗會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的上升沿退化或較高的誤碼率等。

所有PCB材料都會(huì)有傳導(dǎo)和介質(zhì)RF信號(hào)損耗。傳導(dǎo)損耗是電阻性的,由電路板中使用的導(dǎo)電銅層引起。另一方面,介質(zhì)損耗與PCB中使用的基板(絕緣材料)相關(guān)。本專欄文章將重點(diǎn)介紹銅層引起的電阻性傳導(dǎo)損耗。

傳輸損耗的研究包括繪制在電信號(hào)與增加的信號(hào)頻率(GHz)的各種穩(wěn)態(tài)刺激下線性電氣網(wǎng)絡(luò)的電氣行為(散射矩陣),以dB為單位。傳輸損耗,也稱為插入損耗,是在測(cè)量的兩個(gè)相關(guān)層之間引入待測(cè)器件(DUT)而產(chǎn)生的額外損耗。額外的損耗可能是由于待測(cè)器件的固有損耗和/或失配引起的。在額外損耗情況下,插入損耗被定義為正。以dB表示的插入損耗的負(fù)值被定義為插入增益。

趨膚效應(yīng)

與直流或交流電流流過(guò)整個(gè)導(dǎo)體走線不同,射頻電流不會(huì)深入電氣導(dǎo)體,而是傾向于沿導(dǎo)體表面流動(dòng);這就是所謂的趨膚效應(yīng)。導(dǎo)電銅層中的信號(hào)損耗與“趨膚效應(yīng)”現(xiàn)象直接相關(guān),趨膚深度是RF電流所用導(dǎo)體的深度。基本上,當(dāng)頻率增加時(shí),使用的導(dǎo)體會(huì)更少,見(jiàn)圖1。

由于“趨膚效應(yīng)”而直接影響插入損耗的兩種現(xiàn)象是銅粗糙度(圖1)和所用表面涂層的性質(zhì)。表面含有化學(xué)鍍鎳的表面涂層,如化學(xué)鍍鎳沉金(ENIG)和化學(xué)鍍鎳鈀沉金(ENEPIG),由于化學(xué)鍍鎳的電阻特性,與銅相比,顯示出更大的插入損耗。較新的涂層,如化學(xué)鍍鈀沉金(EPIG)和沉金化學(xué)鍍鈀沉金(IGEPIG)是高頻應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)最小插入損耗的首選工藝。

銅表面粗糙度

在多層結(jié)構(gòu)中,銅表面粗化是為了增強(qiáng)導(dǎo)體與介質(zhì)的附著力。通過(guò)化學(xué)或機(jī)械方法完成粗化,為樹脂創(chuàng)造了固定位置。這對(duì)非RF電流應(yīng)用很有效,對(duì)低頻傳播的RF信號(hào)也很有效。然而,隨著頻率增加接近10 GHz或更高,趨膚深度會(huì)降低。當(dāng)趨膚深度等于或小于銅表面粗糙度(圖1)時(shí),粗糙度將導(dǎo)致走線電阻率增加,并將影響導(dǎo)體損耗和電路的相位角響應(yīng)。

圖1:銅導(dǎo)體趨膚效應(yīng)

隨著信號(hào)頻率的增加,電信號(hào)越來(lái)越接近銅導(dǎo)體表面,因而會(huì)增加電阻和傳輸損耗。

使用粗糙表面銅的電路將比使用更光滑表面銅的電路會(huì)有更多的導(dǎo)體損耗。更具體地說(shuō),基板與銅界面處的銅表面是與導(dǎo)體損耗有關(guān)的表面粗糙度的關(guān)注點(diǎn)。在提高多層板的附著力方面,最近的發(fā)展超出了黑色和棕色氧化物形成的標(biāo)準(zhǔn)粗糙化。

如今,大多數(shù)內(nèi)層依靠化學(xué)蝕刻微粗化走線,以實(shí)現(xiàn)最大程度的粘合。然而,微粗化并不是最小化導(dǎo)體信號(hào)損耗的方法。行業(yè)正在選擇化學(xué)粘合提高攜帶高頻RF信號(hào)走線的附著力;它在光滑的銅表面上也非常有效。

目前提供的一種化學(xué)粘合系統(tǒng)是沉錫,然后用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行處理的組合。該處理通常在水平輸送設(shè)備中進(jìn)行,并在導(dǎo)體和介質(zhì)之間產(chǎn)生良好的附著。一篇文章[1]報(bào)道,“研究表明,不同粗糙度的銅箔類型對(duì)帶狀線結(jié)構(gòu)的插入損耗有直接影響?;瘜W(xué)品供應(yīng)商正在提供旨在最小化導(dǎo)體插入損耗和表面粗糙度的新處理方法。”

銅表面粗糙度

手持設(shè)備是電路設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)小型化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。對(duì)于這類應(yīng)用,精細(xì)走線和間距正在被規(guī)范化。此外,引線鍵合的需求主要集中在鎳金(ENIG)和鎳鈀金(ENEPIG)涂層上。當(dāng)涉及到高頻(10GHz)以上的RF信號(hào)傳輸時(shí),需要滿足某些限制要求?;瘜W(xué)鍍鎳層是導(dǎo)體表面的一部分,與銅相比,其存在與化學(xué)鍍鎳趨膚效應(yīng)相關(guān)的傳輸損耗。

現(xiàn)在已有可用于高頻RF傳輸?shù)男滦捅砻嫱繉?。這些涂層消除或減少了EN的使用。目前最常見(jiàn)的是化學(xué)鍍鈀沉金(EPIG)。我在上一篇專欄文章中介紹了EPIG。本篇文章的重點(diǎn)是插入損耗。

圖2:含鎳、薄鎳和無(wú)鎳表面涂層插入損耗的對(duì)比

圖2包括散射參數(shù)(S參數(shù))作為垂直軸與水平軸上信號(hào)頻率的關(guān)系圖。在S參數(shù)下,散射是指當(dāng)傳輸線中的電流和電壓遇到由于網(wǎng)絡(luò)插入傳輸線引起的不連續(xù)時(shí),它們受到影響的方式。首先建立基線,然后引入待測(cè)器件測(cè)量新的曲線圖。差是傳輸損耗或插入損耗,以dB為單位測(cè)量。

圖2比較了含鎳(兩種ENEPIG和一種ENIG)、少鎳(薄鎳ENEPIG)和無(wú)鎳(EPIG和IGEPIG)表面涂層的插入損耗。薄鎳ENEPIG只有4.0 μins(0.1 μm)的化學(xué)鍍鎳。IGEPIG是EPIG的變種。EPIG在銅表面使用浸鈀催化劑來(lái)啟動(dòng)化學(xué)鍍鈀沉積;IGEPIG使用沉金層作為沉積化學(xué)鍍鈀的催化劑。

在單端50Ω傳輸走線(長(zhǎng)250mm、寬0.52mm)上沉積不同的表面涂層。測(cè)量插入損耗的設(shè)備為VNA 2VA67(Rhode&Schwartz)。如圖和表中總結(jié)(圖2)所示,與厚度(120 μin~240 μin或3 μm~6 μm)的鎳金涂層相比,低鎳和無(wú)鎳金表面涂層的插入損耗值顯著增加。

隨著行業(yè)繼續(xù)沿著大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和小型化的趨勢(shì)發(fā)展,RF信號(hào)傳輸?shù)念l率將繼續(xù)提高。比如涉及到10 GHz以上的RF頻率時(shí),必須保留特定的余量,將因銅粗糙度和表面涂層類型引起的傳輸損耗降到最小化。

參考文獻(xiàn)

[1].S. Hinaga, A. Rakov, M.Y. Koledintseva, & J.L. James, "Insertion Loss Reduction Through Non-Roughening Inner Layer Surface Treatments," Proceedings of IPC APEX EXPO, March 2014.

作者:George Milad, Uyemura區(qū)域客戶技術(shù)經(jīng)理

本文發(fā)表于《PCB007中國(guó)線上雜志》7月號(hào)

主題閱讀:高頻電路
主站蜘蛛池模板: 日韩免费观看视频 | 老子不卡影院 | 欧美日韩在线亚洲国产人 | 国产成人午夜91精品麻豆剧场 | 99热精品在线观看 | 国产精品视频久久久久 | 91av网址 | 91极品尤物在线观看 | 欧美日韩视频在线成人 | 日日日日日日日日日日 | 色视频在线免费看 | 欧美日韩三级在线 | 色狠狠成人综合色 | 麻豆视频免费在线播放 | 国产精品高清久久久久久久 | 99精品国产成人一区二区 | 2021国内精品久久久久久影院 | 最新欧美精品 | 日韩在线一区二区三区免费视频 | 国产在线视频99 | 麻豆传煤适当放松一下自己 | 尹人香蕉网| 日韩黄色中文字幕 | 午夜亚洲一区二区福利 | 免费国产黄频在线观看视频 | 成人三级在线观看 | 五月天婷婷视频在线观看 | 亚洲激情视频图片 | 免费观看国产精品 | 日本韩国经典剧情片免费在线 | 日本a区| www.五月天婷婷| 日本不卡在线 | 成免费视频 | 欧美在线视频免费播放 | 日韩不卡在线播放 | 欧美国产亚洲一区二区三区 | 99v视频国产在线观看免费 | a一级一色一情 | 日本亚洲成高清一区二区三区 | 一区精品麻豆经典 |