射頻(pín)/微(wēi)波設π∑€計(jì)中正确的(de)熱(rè)管理(lǐ)需從(cón¥φ<g)仔細選擇電(diàn)子(zǐ)材料開(kβ'≤āi)始，而印刷電(diàn)路(lù)闆(PCB)又(yò♠☆u)是(shì)這(zhè)些(xiē)材Ωλ料中最重要(yào)的(de)一(yī)種。在大(dà)功率₽σ₽、高(gāo)頻(pín)率的(de)電(diàφ≤←σn)路(lù)(如(rú)功放(fàng))中，熱(rè)≤δ量可(kě)能(néng)在放(fàng)大(dà)器(qì)中的(γ♣de)有(yǒu)源器(qì)件(jiàn)周圍積聚起來(lái)。為(wèi™★)了(le)防止器(qì)件(jiàn)結點、>€附近(jìn)的(de)電(diàn)路(lù)元器(σ↓qì)件(jiàn)或甚至PCB材料的(d<♣e)損壞，系統必須将熱(rè)量從(cóng)有(yǒu)源器(qì)件(™™§ jiàn)中正确地(dì)傳導出去(qù)，并通(tōng)過器(★←qì)件(jiàn)封裝、電(diàn)路(lù≤ )接地(dì)、散熱(rè)片、設備機(jī)殼和(hφ✘é)環境空(kōng)氣安全地(dì)散發。PCB材料的(de)選擇對( ≈duì)大(dà)功率射頻(pín)/微(wēi)波設計(jì)¶¥的(de)總體(tǐ)熱(rè)管理(lǐ)有(yǒu)λ•很(hěn)大(dà)的(de)影(yǐng)響。
電(diàn)路(lùλ✘φ)材料的(de)功率處理(lǐ)能(néng)力與其控制(zhìσε)溫升的(de)能(néng)力有(yǒu)關，而溫升又(yòu)&∏是(shì)外(wài)加功率和(hé)耗散功率的(de)函數(shù)。對σ (duì)于大(dà)多(duō)數(shù)電(diàn)子(zǐ)元器σ¶ (qì)件(jiàn)而言，工(gōng)作(zuò)溫度升高(gāo)£'Ω♥将會(huì)縮短(duǎn)其工(gōng)作(zuò)壽命，并且經£ γ•常還(hái)會(huì)降低(dī)其電(diàn)氣性能(néng)。不β$≤(bù)管是(shì)環境溫度較高(gāo)，還(hái)是(shì'>∑™)因大(dà)功率工(gōng)作(zuò)而引起的(de€§)電(diàn)路(lù)及其元器(qì)件(jiàn)溫度±升高(gāo)，其結果都(dōu)會(huì)導緻高('↕gāo)溫下(xià)的(de)損壞和(hεδ é)性能(néng)下(xià)降。根據★電(diàn)路(lù)必須耗散的(de)功率大(♦≠®dà)小(xiǎo)，使該電(diàn)路(lù)保持在較低(dī)的(dλ§'e)溫度下(xià)，通(tōng)常能(n∏✔éng)夠保證較高(gāo)的(de)可φ≈(kě)靠性。
PCB在高(gāo)溫下(xià)會(huì)發☆Ωφ生(shēng)什(shén)麽現(xiàn)象呢(ne)?就(δ♣≠"jiù)像大(dà)多(duō)數(sh ù)材料一(yī)樣，PCB會(huì)随溫度變化(huà)而熱(↓₽₹rè)脹冷(lěng)縮——當溫度上(sh •♠àng)升時(shí)，PCB會(huì)在三個(gè)↑γ 軸向上(shàng)(長(cháng)度、寬度和(hé≤¥♣★)厚度)膨脹。這(zhè)種随溫度變化(huà)導緻的(d↓≠e)膨脹程度，可(kě)以用(yòng)Pφ↔<CB材料的(de)熱(rè)膨脹系數(shù£↔£•)(CTE)來(lái)表征。因為(wèi)P™φ÷¶CB通(tōng)常由覆銅(用(yòng)于形成傳輸線和(hé)地(₹™§&dì)平面)電(diàn)介質形成，所以該材料在x和(hé)y方向上$≤(shàng)的(de)線性CTE，通(tōng)常設計(jì)得(de)與¶銅的(de)CTE(約17ppm/℃)相(xià♠≈↓ng)匹配。通(tōng)過這(zhè)種方法，這(zhè)σ≠些(xiē)材料就(jiù)會(huì)随溫£'•★度的(de)變化(huà)而一(yī)起膨脹和(hé)≈γγ收縮，從(cóng)而最大(dà)程度地(dì)¥♠減小(xiǎo)了(le)兩種材料連接處的(de)應力。
電(diàn)介β←"質材料z軸(厚度)的(de)CTE，通(tō ♣ ng)常設計(jì)為(wèi)較低(dī)的(de)值，以便最大(dà)程¥σ→∑度地(dì)減小(xiǎo)随溫度而發生(s&•↑↓hēng)的(de)尺寸變化(huà)，并保持電(diàn)鍍通(tōng)™₽ε孔(PTH)的(de)完整性。PTH為(wèi)接地(dì)和&β∏(hé)多(duō)層電(diàn)路(lù)闆互連，≤♦× 提供所需的(de)從(cóng)電(diàn)路(lù)←¶闆頂層到(dào)底層的(de)路(lù)徑♦∞¶↕。
除了(le)機(j£¥ī)械變化(huà)以外(wài)，溫度還(hái)會(huì)影(y≠→$≠ǐng)響PCB的(de)電(diàn)氣性能(néng)。例如πε♣(rú)，PCB層壓闆的(de)相(xiàng)對(duì≠±)介電(diàn)常數(shù)是(shì)溫度的™✘≠(de)函數(shù)，由介電(diàn)常數(shù)的(de)熱(rè)系÷≥♠數(shù)這(zhè)一(yī)參數(shù)所定義©×。該參數(shù)描述了(le)介電(diàn)常£ ←♣數(shù)的(de)變化(huà)(單™γλ位通(tōng)常是(shì)ppm/℃)。由于高(gāo)頻(p₹¶≥↔ín)傳輸線的(de)阻抗不(bù)僅取決₹≠> 于基闆材料的(de)厚度，而且取決于其介電(diàn)常數(shù)，因此¶≠♠z軸的(de)CTE和(hé)作(zuò)為(wèi)溫度函數(s★₹ ¥hù)的(de)介電(diàn)常數(shù)的(de)變化®©(huà)，會(huì)顯著影(yǐng)響在這(zhè)種材料上(shà ♦ng)制(zhì)作(zuò)的(de)微(w$π'£ēi)帶和(hé)帶狀傳輸線的(de)阻抗。
當然，微(wēi)波電(diàn)路(l≥α♥ù)依賴于元器(qì)件(jiàn)和(hé)電≠✔±≠(diàn)路(lù)結點之間(jiān) σ₩±緊密匹配的(de)阻抗，來(lái)最大(dà)限度地(®±∑ dì)減小(xiǎo)可(kě)能(néng)導 "緻信号損失和(hé)相(xiàng)位失真"£的(de)反射。在功放(fàng)電(diàn)路(l ±ù)中，阻抗匹配電(diàn)路(lù)用(yòng)于實現(xiàn)£$¥從(cóng)功率晶體(tǐ)管的(de)典型低(dī)阻抗到(÷♦dào)射頻(pín)/微(wēi)波電(diλ€$àn)路(lù)或系統的(de)典型50Ω特性阻抗的(de)轉化(huà) ♦。由大(dà)功率信号的(de)溫度效應引起的∏(de)傳輸線阻抗的(de)變化(huà)，可(kě)能(néng)改↑$變高(gāo)頻(pín)放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)頻©≤(pín)率響應，因此，應通(tōng)過仔細選擇PCB層₩∞壓闆來(lái)盡可(kě)能(néng)減小(xiǎo)這(zhè)些(∞εxiē)效應。
