Sadarbīgi izstrādājot materiālu atlasi, termiskās pārvaldības optimizāciju, elektromagnētiskās struktūras projektēšanu un precīzu procesa kontroli, augstfrekvences PCB plates var sistemātiski atbilst RF un mikroviļņu lieljaudas pastiprinātāju stingrajām prasībām, novēršot trīs galvenos sāpju punktus — signāla zudumu, termisko atteici un pretestības neatbilstību lielas jaudas gadījumā.
Pamatnes substrāta izvēle: RF veiktspējas un siltumvadītspējas līdzsvarošana
Galvenā pretruna starp lieljaudas{0}}pastiprinātājiem ir līdzsvars starp zemiem signāla zudumiem un augstu siltuma izkliedes spēju, un ir nepieciešams atbilstoši izvēlēties piemērotus plates
Mazas un vidējas jaudas PA scenāriji: priekšroka tiek dota Rogers RO4350B ar siltumvadītspēju 0,69 W/m · K, Dk@10GHz =3.48, Df@10GHz =0.0037, siltumvadītspēja ir divreiz lielāka nekā parastajam FR-4, un tas ir savietojams ar parastajiem PCB ražošanas procesiem, panākot veiktspējas un izmaksu līdzsvaru.
Lieljaudas RF/mikroviļņu scenārijs: ir izvēlēts RT/duroid 6035HTC, kura siltumvadītspēja ir 1,44 W/m · K, kas ir 2,4 reizes lielāka nekā standarta augstas -frekvences materiāliem. Tas ir īpaši izstrādāts liela-jaudas blīvuma jaudas pastiprinātājiem un var ātri eksportēt GaN jaudas cauruļu blīvo siltumu.
Maza PA moduļa scenārijs: izmantojot Rogers TMM10, Dk{1}}, var ievērojami samazināt 1/4 viļņa garuma atbilstības tīkla izmēru ar siltumvadītspēju 0,76 W/m · K, līdzsvarojot miniaturizācijas un siltuma izkliedes prasības.
Vara folijas izvēle: augstas{0}}frekvences signāla ceļā tiek izmantota īpaši-zema profila vara folija (HVLP, Rz<2 μ m) to suppress conductor loss caused by skin effect; The high current carrying path uses 2oz-4oz thick copper foil to enhance the current carrying capacity.
Siltuma vadības sistēmas projektēšana: Strāvas ierīču termiskās atteices novēršana
GaN ierīču drenāžas efektivitāte lieljaudas{0}}pastiprinātos ir tikai 50% -65%, un 35% -50% enerģijas patēriņa tiek pārvērsti siltumā, tādēļ ir nepieciešams izveidot daudzlīmeņu siltuma izkliedes kanālus:
Siltuma izkliedes pamatshēma: zem barošanas caurules termiskā paliktņa ir izvietots augsta -blīvuma termiskā cauruma-caurumu bloks ar diametru 0,2-0,3 mm, un caurumi ir pilnībā metalizēti, lai tieši novadītu siltumu uz apakšējo liela laukuma zemējuma vara slāni, samazinot termisko pretestību par vairāk nekā 40%.
Lieljaudas uzlabošanas risinājums: izmantojot iegulto vara monētu tehnoloģiju, tīra vara bloki ir iestrādāti PCB barošanas ierīču uzstādīšanas pozīcijā, un siltumu var tieši pārnest caur dielektrisko slāni eksportēšanai, kas ir piemērots īpaši-augsta siltuma plūsmas blīvuma scenārijiem virs 10 W/cm².
Izkārtojuma optimizācija: Koncentrējiet augstas sildīšanas jaudas caurules uz PCB malas ārējās siltuma izlietnes tuvumā, lai izvairītos no karsto punktu koncentrācijas; Strāvas ceļa vara folija daļēji atver logus, lai atklātu varu, un ir tieši savienota ar ārējo siltuma izkliedes struktūru, izmantojot siltumvadošu silikona smērvielu, vēl vairāk samazinot saskarnes termisko pretestību.
Elektromagnētiskās struktūras optimizācija: signāla integritātes un stabilitātes nodrošināšana
Atbilstošais lieljaudas pastiprinātāju tīkls
Stingra pretestības kontrole: raksturīgā pretestības pielaide 50 Ω tiek kontrolēta ± 5% robežās, un 1/4 viļņa garuma mikrosloksnes līnija ir iepriekš modelēta un kalibrēta, izmantojot elektromagnētiskā lauka simulācijas programmatūru (HFSS), lai izvairītos no temperatūras izmaiņām, kas izraisa Dk novirzi un atbilstības tīkla nobīdi.
Zemējuma un ekranēšanas dizains: izmantojot daudzslāņu plates "signāla zemējuma signāla" sviestmaižu struktūru, pilnīga un nedalīta zemējuma plakne ir iestatīta zem jaudas pastiprinātāja serdes zonas; Abās signāla ceļa pusēs ir izvietoti metāliski nožogojumi, lai izolētu šķērsrunu starp dažādiem pastiprinātāja kanāliem un nomāktu paš-uzbudināmās svārstības, ko izraisa parazitāra savienošana.
Iepakojums un optimizācija: Samaziniet jaudas tranzistora paliktņa laukumu atbilstoši simulācijas rezultātiem, lai samazinātu parazitāro kapacitāti; Ātrgaitas signāls-caur-caurumu izmanto atpakaļurbšanas tehnoloģiju, lai novērstu liekos atlikušos vara balstus un izvairītos no rezonanses punktiem frekvenču joslā virs 20 GHz, kas var izraisīt pastiprinājuma sabrukumu.
Precīza procesa kontrole: augstas uzticamības masveida ražošanas sasniegšana
Virsmas apstrāde. Augstas{0}}frekvences signālu ceļiem priekšroka tiek dota sudraba pārklājuma tehnoloģijai, kas samazina vadītāju zudumus par 0,2 dB salīdzinājumā ar zelta pārklājumu collā@10 GHz. Tajā pašā laikā nodrošiniet lodēšanas paliktņu līdzenumu un izvairieties no lieljaudas ierīču metināšanas tukšuma līmeņa pārsniegšanas.
Laminētā precizitāte: stingri kontrolējiet dielektriskā slāņa biezuma pielaidi ± 0,02 mm robežās, lai nodrošinātu pretestības konsekvenci; PTFE un FR-4 jauktā presēšanas plāksne izmanto pakāpenisku karsēšanas un presēšanas procesu, lai izvairītos no atslāņošanās un dielektriskās konstantes novirzes.
Vides pārbaude: gatavajai platei ir veikti 100 temperatūras cikli no -40 grādiem līdz +85 grādiem, lai pārbaudītu, vai jaudas pastiprinātāja izejas jaudas svārstības dažādās temperatūrās ir mazākas par 0,5 dB, kas atbilst skarbu darba apstākļu prasībām, piemēram, āra bāzes stacijām un transportlīdzekļiem uzstādītiem radariem.