【技术】高频电路板携带直流或射频电流的温升估算

2018-03-22 ROGERS(世强编辑整理) 馨小喵
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ROGERS公司的RT/duroid微波材料的微带线或带状线配置中,设计人员经常担心导体线路的温度升高。当存在高偏置电源走线时,温升往往会引起问题,然而偏置线又需要尽可能的窄以保持其较高的特性阻抗。此外,RF功率较高的情况也需要引起关注。

 

接下来,根据以下四个假设,对高频电路板携带的直流或射频电流的温升进行估算。由于假设是经过简化的,因此估计值会较高于严格计算值,具体假设如下:


1由电流或RF功率产生的所有热量仅在Z方向上传导到接地平面。

实际上,还存在多个用于去除热量的附加路径。围绕走线边缘的热量,往往会有更宽的传导路径,而线路上方的辐射和对流也会损失一些热量,此外,有些热量还可以通过连接到铜线的终端或其他部件带走。

 

2RF功率的所有插入损耗都被视为导体走线中产生的热量。

实际上,RF功率的插入损耗有些是由于辐射而损失的,而有些是在介质材料中转化为热量。由于电介质中存在到地平面路径较短的损耗热量,这使得我们的假设相对保守。


3已经达到稳定状态。


4由于金属导体中温度的均匀升高以及地平面保持均匀的温度,所产生的热量是明显的。

这个假设是合理的,因为铜的导热率比电介质大得多。

 

我们假设PL是线的长度上的功率损耗,单位是W;PI是入射功率,单位是W;PT是传输功率,单位是W;I是沿着线传输的直流电,单位是A;G是导线箔的电阻率,单位是Ω·m;L是线段长度,单位是m;W是线宽,单位是m;C是导体厚度,单位是m;H是电介质厚度,单位是m;A是电介质的热导率,单位是W/(m·Kelvin);ΔT是高于地平面温度的温度上升(不绝对),单位是Kelvin;M是每单位长度的插入损失,单位是dB/m。

 

如图1分别展示了微带偏置线中的直流加热的计算公式和微带传输线中RF电阻加热的计算公式。

                                             

图1  微带偏置线中的直流加热的计算和微带传输线中RF电阻加热的计算

 

对于任何给定的L而言,ΔT是随着线长度而平均上升的。在计算中,通过对一系列递减的L值计算ΔT,观察到ΔT收敛到极限值,即从L开始,以1米的值,继续降低到之前值的1/10,直到ΔT的变化小于百万分之10。

 

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0300+-002/DI,4350B 12X18 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 24X21 1E/1E 0040+-0007/DI,4350B 24X18 2E/2E 0100+-001/DI,4350B 48X42 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 16X21 5E/5E 0166+-0015/DI,4350B 48X36 1E/5E 0200+-0015/DI,4350B 24X18 1E/1E 0100+-001/DI,4350B 12X18 5TC/5TC 0107+-001/DI,4350B 48X36 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 49X37 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0066+-0007/DI,RO4003C 碳氢化合物陶瓷,4835 24X18 1TC/1TC AR1 0040+-0007/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0127+-001/DI,RO4000,4003C 24X18 1E/1E 0600+-004/DI,4350B 12X18 1E/1E 0040+-0007/DI,4350B 48X36 5E/5E 0066+-0007/DI,4003C 48X36 5E/5E 0600+-004/DI,4835 12X18 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 12X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4003C 48X36 1E/1E 0320+-002/DI,4350B 48X36 5E/5E 0133+-0015/DI,4350B 24X18 2E/2E 0400+-003/DI,4350B 24X18 1E/1E 0396+-0030/DI,4350B 24X18 2E/2E 0600+-004/DI,4350B 24X18 2E/2E 0200+-0015/DI,4350B 24X18 1E/1E 0040+-0007/DI,4350B 48X36 2E/2E 0300+-002/DI,4003C 48X36 1E/1E 0080+-001/DI,4350B 24X18 5E/1E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 5E/5E 0160+-0015/DI,4350B 12X18 5TC/5TC 0207+-0015/DI

用户指南  -  ROGERS  - 2016年07月18日 PDF 中文 下载

【技术】浅析玻璃纤维对层压板性能的影响

本文研究了在印刷电路板(PCB)材料影响玻璃编织效应现象的一些因素。

技术探讨    发布时间 : 2019-08-29

【选型】高频PTFE层压板RT/duroid 6202与TSM-DS3特性比较分析

RT/duroid 6202高频材料是一种添加了有限编织玻璃布的聚四氟乙烯(PTFE)层压板,具有低损耗、低介电常数的特性,可广泛用于航天航空和国防等高可靠性应用领域。

器件选型    发布时间 : 2016-12-06

Rogers(罗杰斯) RO3000,RO3200系列高频层压板的加工指南(中文)

型号- 3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3200,3210 18X24 1E/1E 0500+-002/DI,RO3000,3003 12X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0400+-002/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3010 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3206 18X12 1E/1E 0250+-001/DI,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3203 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0600+-003/DI,RO3006PTFE 陶瓷,3003 12X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3203PTFE 陶瓷玻璃布,3003 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5R/5R 0100+-0007/DI,3010 18X12 H1/H1 0250+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3010 24X18 HH/HH 0250+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0050+-0005/DI,RO3206PTFE 陶瓷玻璃布,3003 12X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 2ED/2ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,3210 18X12 1E/1E 0250+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3035PTFE 陶瓷,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 12X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 12X18 2ED/2ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/H2 0050+-0005/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 24X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3006 24X18 H1/H1 0250+-001/DI,RO3010PTFE 陶瓷,3003 24X18 5R/5R R3 0050+-0005/DI,3210 18X12 1E/1E 0500+-002/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3003PTFE 陶瓷,3003 24X18 5ED/1ED 0050+-0005/DI,3035 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 5RD/5RD 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 1RD/1RD 0600+-003/DI,3203 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,RO3210PTFE 陶瓷玻璃布,3206 24X18 HH/HH 0250+-001/DI,3003 12X18 HH/HH 0400+-002/DI,3203 18X48 5E/5E 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI

用户指南  -  ROGERS  - 2016年07月18日 PDF 中文 下载

【技术大神】TMM10电路实现问题解决方案之二

围绕阳版图形转移制作微带线的工艺路线进行简要描述。

设计经验    发布时间 : 2019-08-29

高介电常数板材RO3010和TMM10i有什么区别?

两种板材介电常数一致,但基材不同,板材RO3010的成份为聚四氟乙烯加陶瓷填料,板材较软;板材TMM10i的成份为碳氢化合物加陶瓷填料,板材较硬,且介电常数对温度不敏感,属于宇航级板材。

技术问答    发布时间 : 2017-05-05

【应用】具有高散热,空间稳定性以及安装又是的厚金属覆层高频层压板

Rogers公司在高频层压板上采用厚金属覆层,从而增加了产品在散热、空间稳定以及安装方面的优势,然后通过典型性能、成本、功率与射频损耗等方面对铝、铜、黄铜进行比较,以期帮助工程师选择合适的厚金属材料,最后介绍了高频层压板加工过程的注意要点以及其在天线设计、功率放大器、微波器件等方面的应用。

应用方案    发布时间 : 2018-03-06

【选型】低损耗Df=0.0009层压板,宽带微波放大器所用板材最佳选择

罗杰斯 RT/duroid® 5880PTFE​玻璃纤维微波板材在4-18G这个频段范围内的DK值变化不超过0.03。

器件选型    发布时间 : 2019-07-29

Rogers(罗杰斯) RT/duroid 6002,6006,6010高频层压板的加工指南

型号- RT/DUROID 6006 PTFE 陶瓷,6010LM 10X10 H1/H1 0100+-001/DI,RT/DUROID 6002PTFE 陶瓷,6002 18X24 H1/H1 0300+-001/DI,6002 18X24 H1/H1 0400+-0015/DI,6006 10X20 2E/2E 0100+-001/DI,6002 18X24 HH/HH 0050+-0005/DI,6002 18X12 5E/5E 0500+-0015/DI,RT/DUROID 6000,6002 18X12 H1/H1 1100+-004/DI,6002 18X12 1E/1E 0100+-0007/DI,6002 18X24 5E/100OHM-5E 0200+-001/DI,6002 18X24 HH/HH 0400+-0015/DI,6002 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,6002 18X12 1E/1E 1100+-003/DI,RT/DUROID 6010LM PTFE 陶瓷,6002 18X12 HH/HH 0200+-001/DI,6002 18X24 5E/50OHM-5E 0200+-0015/DI,6002 18X12 HH/HH 0500+-0015/DI

用户指南  -  ROGERS  - 2016年07月18日 PDF 英文 下载

请问高频板材RO4350B有哪几种厚度?

高频板材RO4350B提供4mil,6.6mil,10mil,13.3mil,16.6mil,20mil,30mil,60mil等厚度。若有其它厚度要求,可以同过多层叠加实现。

技术问答    发布时间 : 2017-05-05

高频层压板PCB工艺路线浅析

该篇文章主要讨论了电路工艺路线的类型。高速PCB电路设计者倾向于使用具有低插损和良好阻抗控制优点的高频层压板,但是这些材料会对电路工艺造成影响。

技术探讨    发布时间 : 2019-07-19

高频板材RT/duroid 5880的热膨胀系数为多少?

在0-100℃的范围内,其XYZ三轴的热膨胀系数分别为31、48、237 ppm/℃。

技术问答    发布时间 : 2017-05-05

数据手册  -  ROGERS  - 2016年01月26日 PDF 英文 下载

【产品】低损耗+高电导率+低CTE,这个覆铜层压板有点不一样

TC系列材料是针对需要改善散热性的高功率RF信号应用而设计的,其能改善高功率设备的性能和可靠性。

新产品    发布时间 : 2019-07-05

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