Melalui reka bentuk kolaboratif pemilihan bahan, pengoptimuman pengurusan terma, reka bentuk struktur elektromagnet dan kawalan proses ketepatan,-papan PCB frekuensi tinggi secara sistematik boleh memenuhi keperluan ketat penguat kuasa tinggi-RF dan gelombang mikro, menyelesaikan tiga titik kesakitan utama kehilangan isyarat, kegagalan haba dan ketidakpadanan galangan di bawah kuasa tinggi.
Pemilihan substrat teras: Mengimbangi prestasi RF dan kekonduksian terma
Percanggahan teras penguat kuasa-tinggi ialah keseimbangan antara kehilangan isyarat rendah dan keupayaan pelesapan haba yang tinggi, dan adalah perlu untuk memilih papan yang sesuai dengan sewajarnya
Senario PA kuasa kecil dan sederhana: Rogers RO4350B dengan kekonduksian terma 0.69W/m · K diutamakan, Dk@10GHz =3.48, Df@10GHz =0.0037, kekonduksian terma adalah dua kali ganda berbanding FR-4 biasa, dan ia serasi dengan proses pembuatan PCB konvensional, mencapai keseimbangan antara prestasi dan kos.
Senario RF/gelombang mikro berkuasa tinggi: RT/duroid 6035HTC dipilih, dengan kekonduksian terma 1.44W/m · K, iaitu 2.4 kali ganda daripada bahan frekuensi tinggi standard. Ia direka khusus untuk-penguat kuasa ketumpatan kuasa tinggi dan boleh mengeksport haba padat tiub kuasa GaN dengan cepat.
Senario modul PA kecil: Menggunakan Rogers TMM10, Dk=9.20 boleh mengurangkan saiz rangkaian pemadanan 1/4 panjang gelombang dengan ketara, dengan kekonduksian terma 0.76W/m · K, mengimbangi keperluan pengecilan dan pelesapan haba.
Pemilihan kerajang kuprum: -laluan isyarat frekuensi tinggi menggunakan kerajang kuprum berprofil ultra-rendah (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.
Reka Bentuk Sistem Pengurusan Terma: Menghapuskan Kegagalan Terma Peranti Kuasa
Kecekapan longkang peranti GaN dalam penguat kuasa-tinggi hanyalah 50% -65% dan 35% -50% penggunaan kuasa ditukar kepada haba, memerlukan pembinaan saluran pelesapan haba berbilang peringkat:
Skim pelesapan haba asas: Tatasusunan-terma ketumpatan tinggi melalui-lubang berdiameter 0.2-0.3mm disusun di bawah pad haba tiub kuasa dan lubang-lubang itu dilogamkan sepenuhnya untuk mengalirkan haba terus ke lapisan kuprum pembumian kawasan besar bahagian bawah, mengurangkan rintangan haba lebih daripada 40%.
Penyelesaian peningkatan kuasa tinggi: Mengguna pakai teknologi syiling tembaga terbenam, blok kuprum tulen dibenamkan dalam kedudukan pemasangan peranti kuasa PCB, dan haba boleh dihantar terus melalui lapisan dielektrik untuk eksport, sesuai untuk senario ketumpatan fluks haba ultra tinggi melebihi 10W/sm².
Pengoptimuman reka letak: Tumpukan tiub kuasa pemanasan tinggi pada pinggir PCB berhampiran sink haba luaran untuk mengelakkan kepekatan titik panas; Kerajang tembaga laluan kuasa membuka sebahagian tingkap untuk mendedahkan tembaga, dan disambungkan terus ke struktur pelesapan haba luaran melalui gris silikon konduktif terma, seterusnya mengurangkan rintangan haba antara muka.
Pengoptimuman struktur elektromagnet: memastikan integriti dan kestabilan isyarat
Rangkaian padanan penguat kuasa-tinggi amat sensitif terhadap turun naik impedans dan memerlukan reka bentuk struktur yang tepat untuk menyekat pantulan isyarat dan pengujaan diri
Kawalan impedans yang ketat: Toleransi impedans ciri 50 Ω dikawal dalam ± 5%, dan garisan mikrojalur 1/4 panjang gelombang dimodelkan dan ditentukur terlebih dahulu menggunakan perisian simulasi medan elektromagnet (HFSS) untuk mengelakkan perubahan suhu menyebabkan Dk drift dan mengimbangi rangkaian yang sepadan.
Reka bentuk pembumian dan perisai: Mengguna pakai struktur sandwic-papan berbilang lapisan "isyarat tanah", satah pembumian yang lengkap dan tidak berbelah ditetapkan di bawah kawasan teras penguat kuasa; Logam melalui pagar disusun pada kedua-dua belah laluan isyarat untuk mengasingkan crosstalk antara saluran penguat yang berbeza dan menyekat-ayunan teruja sendiri yang disebabkan oleh gandingan parasit.
Pembungkusan dan melalui pengoptimuman: Minimumkan kawasan pad transistor kuasa mengikut hasil simulasi untuk mengurangkan kapasiti parasit; Isyarat kelajuan tinggi-melalui-lubang menggunakan teknologi penggerudian belakang untuk menghapuskan lebihan tiang tembaga sisa dan mengelakkan titik resonans dalam jalur frekuensi melebihi 20GHz, yang mungkin menyebabkan keruntuhan keuntungan.
Kawalan proses ketepatan: mencapai pengeluaran besar-besaran kebolehpercayaan yang tinggi
Rawatan permukaan: Teknologi pemendapan perak diutamakan untuk-laluan isyarat frekuensi tinggi, mengurangkan kehilangan konduktor sebanyak 0.2dB berbanding pemendapan emas/ inci@10GHz Pada masa yang sama, pastikan kerataan pad pateri dan elakkan melebihi kadar lompang kimpalan peranti kuasa-tinggi.
Ketepatan berlapis: Kawal ketat toleransi ketebalan lapisan dielektrik dalam ± 0.02mm untuk memastikan konsistensi impedans; Plat penekan campuran PTFE dan FR-4 mengamalkan pemanasan berperingkat dan proses menekan untuk mengelakkan penyimpangan dan sisihan malar dielektrik.
Pengesahan alam sekitar: Papan siap telah melalui 100 kitaran suhu dari -40 darjah hingga+85 darjah untuk mengesahkan bahawa turun naik kuasa keluaran penguat kuasa kurang daripada 0.5dB pada suhu berbeza, memenuhi keperluan keadaan kerja yang keras seperti stesen pangkalan luar dan radar yang dipasang pada kenderaan.