Понимание проблем материала для печатных плат на частотах в диапазоне миллиметровых волн. Часть 4

Этот метод использует две схемы различной физической длины и измеряет фазовый угол на широком диапазоне частот. Разница фазового угла и разница физической длины используются в формулах [5] [6] для повторного расчета Dk материала. Материал А, отмеченный на Рис.4, - этот те же материалы, что отмчены на Рис. 2 и 3 как керамически заполненный PTFE материал с хорошим TCDk. Эти материалы показывают очень хорошую стабильность диэлектрической постоянной при тесте 85/85 в отличии от другого материала, который показывает значительную разницу в RF эффективности из-за условий 85/85.

Тестирование на Рис.4 всегда проводится при комнатной температуре. Первичное тестирование, конечно, проводится после того, как схемы пробыли при комнатной температуре длительный период времени; более одной недели. Условия комнатной температуры составляли 25°C и примерно 20% RH. Схемы были помещены в комнату с регулируемой температурой/влажностью и были подвержены условиям 85/85 на 72 часа. После этого схемы были убраны оттуда и тестировались при комнатной температуре. Тест был проведен очень быстро после выноса их из комнатой с условиями 85/85, так что схемы не изменились от впитываемой влажности. Результаты тестирования были получены менее, чем через 5 минут после выноса из комнаты, что является безопасным временной рамкой для избежания изменений в содержании влаги в схемах.

Важно отметить, так как схемы не испытывали влияние TCDk, потому что они тестировались при комнатной температуре, что значит что тест 85/85 реально показывает влияние влагопоглощения. В реальном мире влияние TCDk также будет включаться, если схемы были действительно протестированы в условиях 85/85.

Причина того, что схемы не тестируются в условиях 85/85 в том, что этот тип теста требует калибровки, выполненной внутри тех условий, в которых проводится тестирование. Качественную калибровку невозможно выполнить в комнате с условиями 85С/85RH. Также замечу, что метод тестирования IPC-TM-650 2.5.5.5c, используемый для оценки TCDk свойств сырого материла, упомянутый выше, не требует калибровки, что делает возможным проведение этого теста в тестовой комнате.

Неровность медной поверхности – это еще одна проблема, которая может серьезно влиять на эффективность ПП на миллиметровых частотах. Однако, из-за масштабности данной темы невозможно подробно ее рассмотреть в рамках данной статьи. Ссылка [7], которая дает общий обзор данной темы, показывает, что эффективная Dk может быть значительно изменена за счет изменения неровности медной поверхности на миллиметровых частотах. Кром того, неровность поверхности всей медной фольги, используемой в отрасли печатных плат, имеет нормальную вариабельность. Существуют вариации неровности медной фольги, такие как вариации неровности внутри листа или от листа к листу, или от партии к партии, и эти различия должны учитываться при моделировании схем на миллиметровых частотах. В качестве быстрого обзора данной темы Рис.5 показывает сравнение тестируемых схем с микрополосковой линией передачи с двумя различными типами фольги и влияние вариации неровности медной фольги на воспринимаемую схемой Dk.