taconic: pim
DESCRIPTION
High-frequency material impact on mobile communications\’ passive third-order intermodulation (PIM)TRANSCRIPT
www.taconic-add.com © Taconic 2012
高频材料对移动通信无源三阶交调 (PIM)
的影响
Manfred Huschka, 副总裁全球销售
www.taconic-add.com
什么是无源交调
© Taconic 2007
• 无源交调失真
– 两个或多个不同频率的载波同时通过某一无源
器件时产生的其它频率分量
www.taconic-add.com
为什么我们会关注
• 基站的载波信号通过非线性无源器件后产生了杂散信号——无源互调分量,落在基站的接收频带内,导致
– 信道拥塞
– 掉话现象频繁
© Taconic 2007
容量降低=收益降低!
www.taconic-add.com
4
如何精确描述无源交调 (PIM)?
• 绝对功率描述方法 (dBm)
– 交调信号的绝对功率值(dBm)
• 相对功率描述(dBc)
– 交调信号功率与某一载波功率之比
– 举例 :在两个43dBm的载频功率同时作用到被测器件(DUT)时,DUT产生-110dBm(绝对值)的无源互调失真,其相对值为 -153dBc。
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
5
如何测试无源交调
• 多个信号输入到被测器件
• 高功率放大器
• 超高灵敏度接收机
• 高性能滤波器
– +43dBm Tx 功率
– -140dBm Rx 噪声电平
– …………….意味需要183dB 隔离度 !
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
6
打个比方
• 典型测试
– -110dBm 或者更低 在两个 +43dBm 载波
输入情况下 (-153dBc)
• 用线性表示
– 到太阳的距离= 150,000,000 km
– 减小153dBc则只有 0.07mm
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
7
产生交调(PIM)的典型原因
• 环境原因
– 遭受污染的导体和接头(污垢, 尘土, 湿气)
– 风所引起的震动
– 高低温交替变化
• 连接处的半导体效应
– 部件布局的不合理
– 采用不当的扭力矩的螺钉和其他紧固方式
– 不良焊点
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
8
• 印刷电路板
– 制作过程因素
– 介质板材因素
© Taconic 2012
产生交调(PIM)的典型原因
www.taconic-add.com
9
产生交调(PIM)的典型原因
产生交调问题的原因有很多…
每次并不仅仅由一个因素造成,而是由一堆的小因素造成 …
让我们先去看看介质板材的影响吧…
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
10
介质板材
• 并不是所有的介质板材适合做天线!
– 精确控制的介电常数公差
– 一般损耗系数< Df 0.0025 @ 2GHz
– 成熟的板材制造技术
– 最低的吸水率(<0.02%)
– 非溴化还满足RoHS的要求
– >280°C耐高温性能
– 一致性
© Taconic 2012
www.taconic-add.com © Taconic 2012
低 PIM 材料解决方案
Taconic 板材 DK 介电值 Df 介质损耗 @
2GHz
TLC-32 3.20 ± 0.05 0.0018
RF-30 3.00 ± 0.1 0.0013
RF-301 2.97 ± 0.05 0.0012
TLA-6 2.62 ± 0.05 0.0012
TLX-8 2.55 ± 0.04 0.0009
TLY-5A 2.17 ± 0.02 0.0006
… 为基站天线设计的pcbs (移相器,功分器, 合路器, 滤波器)
www.taconic-add.com
铜箔
© Taconic 2012
铜箔是PIM性能优劣的关键
铜箔
铜箔
改性聚四氟胶片
改性聚四氟胶片
聚四氟/玻纤
聚四氟/玻纤
聚四氟/玻纤
高频板材通常结构:
www.taconic-add.com
标准铜箔
电镀制程来增加微结晶铜面结构来增加有效接触面帜
“Drum” or “shiny” side 光面
“Matte” or “treatment” side
瓦光面
低粗糙度电镀铜箔
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
铜箔解剖图
(结晶状结构)
Rz DIN [micron]
C1 5 m-12 m
CL1 3-4 m
Rz 是用来测量表面精度
© Taconic 2012
超低剖面ED铜箔
www.taconic-add.com
• VLP 技术为铜箔去除结晶化创造了条件
•蚀刻过程是各向同性的
• 干净化导体侧边
© Taconic 2012
不完全蚀刻
超低剖面ED铜箔
www.taconic-add.com
铜箔残屑遗留在蚀刻轨迹的边缘
SEM 微带照片(C1 copper)
© Taconic 2012
www.taconic-add.com © Taconic 2012
CL1 铜箔的具体情况
铜箔表面=表面进行光致抗蚀剂处理
在介质板材内面的铜箔
www.taconic-add.com © Taconic 2012
CL1 反向铜箔
VLP铜箔 CL1 铜箔
PCB生产中的蚀刻工艺
蚀刻保护涂层 蚀刻保护涂层
铜箔表面
铜箔处理 Laminate Laminate
蚀刻工艺
蚀刻时间短
www.taconic-add.com
底层平滑处理
-> 铜箔与介质接触面的整洁处理;
->大大提高了无源交调性能
CL1 反向铜箔
© Taconic 2012
www.taconic-add.com © Taconic 2012
来自空气和化学物资的侵蚀
腐蚀和退色
(85°C/85% rh/200 h)
老化引起的PIM
www.taconic-add.com © Taconic 2012
焊接防护膜能够防止空气和化学物质的侵蚀
焊接防护膜的影响
www.taconic-add.com
保护层对交调的影响
Source: Powerwave
交调 (PIM) [dBm]
Surface Protection 铜面保护处理
Max (fwd)
Min (fwd)
Max (bwd)
Min (bwd)
Immersion Tin 沉锡
1.0 micron -114 -126.5 -113.5 -124.5
OSP 有机表面保护
0.3 micron -92.2 -96.5 -99.5 -112.6
Immersion Silver 沉银
0.2 - 0.8 micron
-81.5 -92.5 -94.5 -108.6
ENIG 沉金
0.05 - 0.1 micron Au/ 3-5 micron Ni
-50.5 -53.5 -58.5 -61.5
HASL 喷锡 3-25 micron -103.9 -123 -112.3 -123.8
© Taconic 2012
www.taconic-add.com
低交调基板材料
选择最适合的介质和最适合的铜箔,可以最高限度的提高PIM特性。
在PCB生产过程中,有太多的因素需要考虑…
© Taconic 2012
Taconic 始终如一地支持您!!