საავტომობილო რადარის გამოყენებისას სიგნალის სიხშირე მერყეობს 30-დან 300 გჰც-მდე, თუნდაც 24 გჰც-მდე.სხვადასხვა მიკროსქემის ფუნქციების დახმარებით, ეს სიგნალები გადაიცემა გადამცემი ხაზის სხვადასხვა ტექნოლოგიების საშუალებით, როგორიცაა მიკროზოლის ხაზები, ზოლები, სუბსტრატის ინტეგრირებული ტალღების გამაძლიერებელი (SIW) და დამიწებული თანაპლენარული ტალღების გამტარი (GCPW).გადამცემი ხაზის ეს ტექნოლოგიები (ნახ. 1) ჩვეულებრივ გამოიყენება მიკროტალღურ სიხშირეებზე, ზოგჯერ კი მილიმეტრულ ტალღის სიხშირეებზე.საჭიროა მიკროსქემის ლამინატის მასალები, რომლებიც სპეციალურად გამოიყენება ამ მაღალი სიხშირის მდგომარეობისთვის.Microstrip ხაზი, როგორც გადამცემი ხაზის მიკროსქემის უმარტივესი და ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტექნოლოგია, შეუძლია მიაღწიოს მიკროსქემის კვალიფიკაციის მაღალ სიჩქარეს ჩვეულებრივი მიკროსქემის დამუშავების ტექნოლოგიის გამოყენებით.მაგრამ როდესაც სიხშირე ამაღლებულია მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირემდე, ეს შეიძლება არ იყოს საუკეთესო მიკროსქემის გადამცემი ხაზი.თითოეულ გადამცემ ხაზს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები.მაგალითად, მიუხედავად იმისა, რომ მიკროზოლის ხაზი ადვილად დასამუშავებელია, მან უნდა გადაჭრას რადიაციის მაღალი დაკარგვის პრობლემა მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეზე გამოყენებისას.
სურათი 1 მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეზე გადასვლისას, მიკროტალღური სქემების დიზაინერებს უნდა შეექმნათ მინიმუმ ოთხი გადამცემი ხაზის ტექნოლოგია მიკროტალღური სიხშირეზე.
მიუხედავად იმისა, რომ მიკროზოლის ხაზის ღია სტრუქტურა მოსახერხებელია ფიზიკური კავშირისთვის, ის ასევე გამოიწვევს გარკვეულ პრობლემებს მაღალ სიხშირეებზე.მიკროზოლის გადამცემ ხაზში ელექტრომაგნიტური (EM) ტალღები ვრცელდება მიკროსქემის მასალისა და დიელექტრიკული სუბსტრატის გამტარში, მაგრამ ზოგიერთი ელექტრომაგნიტური ტალღა ვრცელდება მიმდებარე ჰაერში.ჰაერის დაბალი Dk მნიშვნელობის გამო, მიკროსქემის ეფექტური Dk მნიშვნელობა უფრო დაბალია, ვიდრე მიკროსქემის მასალისა, რაც გასათვალისწინებელია მიკროსქემის სიმულაციისას.დაბალი Dk-თან შედარებით, მაღალი Dk მასალებისგან დამზადებული სქემები ხელს უშლის ელექტრომაგნიტური ტალღების გადაცემას და ამცირებს გავრცელების სიჩქარეს.ამიტომ, დაბალი Dk მიკროსქემის მასალები ჩვეულებრივ გამოიყენება მილიმეტრიანი ტალღის სქემებში.
იმის გამო, რომ ჰაერში არის ელექტრომაგნიტური ენერგიის გარკვეული ხარისხი, მიკროზოლის ხაზის წრე გამოიყოფა გარედან ჰაერში, ანტენის მსგავსი.ეს გამოიწვევს რადიაციის არასაჭირო დაკარგვას მიკროზოლის ხაზის წრეში და დანაკარგი გაიზრდება სიხშირის მატებასთან ერთად, რაც ასევე გამოწვევას უქმნის მიკროსქემის დიზაინერებს, რომლებიც სწავლობენ მიკროზოლის ხაზს, რათა შეზღუდონ წრედის რადიაციის დანაკარგი.რადიაციის დანაკარგის შესამცირებლად, მიკროზოლის ხაზები შეიძლება დამზადდეს მიკროსქემის მასალებით მაღალი Dk მნიშვნელობებით.თუმცა, Dk-ის ზრდა შეანელებს ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების სიჩქარეს (ჰაერთან მიმართებაში), რაც იწვევს სიგნალის ფაზის ცვლას.კიდევ ერთი მეთოდია რადიაციის დაკარგვის შემცირება მიკროზოლის ხაზების დასამუშავებლად თხელი მიკროსქემის მასალების გამოყენებით.თუმცა, სქელი მიკროსქემის მასალებთან შედარებით, წვრილი მიკროსქემის მასალები უფრო მგრძნობიარეა სპილენძის ფოლგის ზედაპირის უხეშობის გავლენის მიმართ, რაც ასევე გამოიწვევს გარკვეული სიგნალის ფაზის ცვლას.
მიუხედავად იმისა, რომ მიკროზოლის ხაზის მიკროსქემის კონფიგურაცია მარტივია, მიკროზოლის ხაზის წრეს მილიმეტრიანი ტალღის ზოლში სჭირდება ზუსტი ტოლერანტობის კონტროლი.მაგალითად, გამტარის სიგანე, რომელიც უნდა იყოს მკაცრად კონტროლირებადი, და რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო მკაცრი იქნება ტოლერანტობა.ამრიგად, მიკროზოლის ხაზი მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირის დიაპაზონში ძალიან მგრძნობიარეა დამუშავების ტექნოლოგიის ცვლილების მიმართ, ისევე როგორც მასალაში დიელექტრიკული მასალისა და სპილენძის სისქე, ხოლო ტოლერანტობის მოთხოვნები მიკროსქემის საჭირო ზომაზე ძალიან მკაცრია.
სტრიპლაინი არის საიმედო მიკროსქემის გადამცემი ხაზის ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია კარგი როლი ითამაშოს მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეში.თუმცა, მიკროზოლის ხაზთან შედარებით, ზოლის გამტარი გარშემორტყმულია მედიუმით, ამიტომ არ არის ადვილი კონექტორის ან სხვა შემავალი/გამომავალი პორტების დაკავშირება ზოლთან სიგნალის გადაცემისთვის.ზოლი შეიძლება ჩაითვალოს ერთგვარ ბრტყელ კოაქსიალურ კაბელად, რომელშიც გამტარი შეფუთულია დიელექტრიკული ფენით და შემდეგ დაფარულია ფენით.ამ სტრუქტურას შეუძლია უზრუნველყოს მიკროსქემის იზოლაციის მაღალი ხარისხის ეფექტი, ხოლო სიგნალის გავრცელების შენარჩუნება მიკროსქემის მასალაში (და არა მიმდებარე ჰაერში).ელექტრომაგნიტური ტალღა ყოველთვის ვრცელდება მიკროსქემის მასალებში.სტრიპლაინის წრე შეიძლება იყოს სიმულირებული მიკროსქემის მასალის მახასიათებლების მიხედვით, ჰაერში ელექტრომაგნიტური ტალღის გავლენის გათვალისწინების გარეშე.თუმცა, მიკროსქემის დირიჟორი, რომელიც გარშემორტყმულია მედიუმით, დაუცველია დამუშავების ტექნოლოგიის ცვლილებების მიმართ და სიგნალის მიწოდების გამოწვევები ართულებს სტრიპლაინის გამკლავებას, განსაკუთრებით კონექტორის უფრო მცირე ზომის პირობებში, მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეზე.ამიტომ, გარდა ზოგიერთი სქემისა, რომელიც გამოიყენება საავტომობილო რადარებში, ზოლები ჩვეულებრივ არ გამოიყენება მილიმეტრიანი ტალღის სქემებში.
იმის გამო, რომ ჰაერში არის ელექტრომაგნიტური ენერგიის გარკვეული ხარისხი, მიკროზოლის ხაზის წრე გამოიყოფა გარედან ჰაერში, ანტენის მსგავსი.ეს გამოიწვევს რადიაციის არასაჭირო დაკარგვას მიკროზოლის ხაზის წრეში და დანაკარგი გაიზრდება სიხშირის მატებასთან ერთად, რაც ასევე გამოწვევას უქმნის მიკროსქემის დიზაინერებს, რომლებიც სწავლობენ მიკროზოლის ხაზს, რათა შეზღუდონ წრედის რადიაციის დანაკარგი.რადიაციის დანაკარგის შესამცირებლად, მიკროზოლის ხაზები შეიძლება დამზადდეს მიკროსქემის მასალებით მაღალი Dk მნიშვნელობებით.თუმცა, Dk-ის ზრდა შეანელებს ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების სიჩქარეს (ჰაერთან მიმართებაში), რაც იწვევს სიგნალის ფაზის ცვლას.კიდევ ერთი მეთოდია რადიაციის დაკარგვის შემცირება მიკროზოლის ხაზების დასამუშავებლად თხელი მიკროსქემის მასალების გამოყენებით.თუმცა, სქელი მიკროსქემის მასალებთან შედარებით, წვრილი მიკროსქემის მასალები უფრო მგრძნობიარეა სპილენძის ფოლგის ზედაპირის უხეშობის გავლენის მიმართ, რაც ასევე გამოიწვევს გარკვეული სიგნალის ფაზის ცვლას.
მიუხედავად იმისა, რომ მიკროზოლის ხაზის მიკროსქემის კონფიგურაცია მარტივია, მიკროზოლის ხაზის წრეს მილიმეტრიანი ტალღის ზოლში სჭირდება ზუსტი ტოლერანტობის კონტროლი.მაგალითად, გამტარის სიგანე, რომელიც უნდა იყოს მკაცრად კონტროლირებადი, და რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო მკაცრი იქნება ტოლერანტობა.ამრიგად, მიკროზოლის ხაზი მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირის დიაპაზონში ძალიან მგრძნობიარეა დამუშავების ტექნოლოგიის ცვლილების მიმართ, ისევე როგორც მასალაში დიელექტრიკული მასალისა და სპილენძის სისქე, ხოლო ტოლერანტობის მოთხოვნები მიკროსქემის საჭირო ზომაზე ძალიან მკაცრია.
სტრიპლაინი არის საიმედო მიკროსქემის გადამცემი ხაზის ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია კარგი როლი ითამაშოს მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეში.თუმცა, მიკროზოლის ხაზთან შედარებით, ზოლის გამტარი გარშემორტყმულია მედიუმით, ამიტომ არ არის ადვილი კონექტორის ან სხვა შემავალი/გამომავალი პორტების დაკავშირება ზოლთან სიგნალის გადაცემისთვის.ზოლი შეიძლება ჩაითვალოს ერთგვარ ბრტყელ კოაქსიალურ კაბელად, რომელშიც გამტარი შეფუთულია დიელექტრიკული ფენით და შემდეგ დაფარულია ფენით.ამ სტრუქტურას შეუძლია უზრუნველყოს მიკროსქემის იზოლაციის მაღალი ხარისხის ეფექტი, ხოლო სიგნალის გავრცელების შენარჩუნება მიკროსქემის მასალაში (და არა მიმდებარე ჰაერში).ელექტრომაგნიტური ტალღა ყოველთვის ვრცელდება მიკროსქემის მასალებში.სტრიპლაინის წრე შეიძლება იყოს სიმულირებული მიკროსქემის მასალის მახასიათებლების მიხედვით, ჰაერში ელექტრომაგნიტური ტალღის გავლენის გათვალისწინების გარეშე.თუმცა, მიკროსქემის დირიჟორი, რომელიც გარშემორტყმულია მედიუმით, დაუცველია დამუშავების ტექნოლოგიის ცვლილებების მიმართ და სიგნალის მიწოდების გამოწვევები ართულებს სტრიპლაინის გამკლავებას, განსაკუთრებით კონექტორის უფრო მცირე ზომის პირობებში, მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეზე.ამიტომ, გარდა ზოგიერთი სქემისა, რომელიც გამოიყენება საავტომობილო რადარებში, ზოლები ჩვეულებრივ არ გამოიყენება მილიმეტრიანი ტალღის სქემებში.
სურათი 2 GCPW მიკროსქემის დირიჟორის დიზაინი და სიმულაცია არის მართკუთხა (ზემოთ ფიგურა), მაგრამ დირიჟორი დამუშავებულია ტრაპეციაში (ფიგურის ქვემოთ), რომელსაც ექნება განსხვავებული ეფექტი მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეზე.
მრავალი ახალი მილიმეტრიანი ტალღის მიკროსქემის აპლიკაციებისთვის, რომლებიც მგრძნობიარეა სიგნალის ფაზის რეაგირების მიმართ (როგორიცაა საავტომობილო რადარი), ფაზის შეუსაბამობის მიზეზები მინიმუმამდე უნდა იყოს დაყვანილი.მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირის GCPW წრე დაუცველია მასალების და დამუშავების ტექნოლოგიების ცვლილებების მიმართ, მათ შორის მასალის Dk მნიშვნელობისა და სუბსტრატის სისქის ცვლილებების მიმართ.მეორეც, მიკროსქემის მუშაობაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს სპილენძის გამტარის სისქემ და სპილენძის ფოლგის ზედაპირის უხეშობამ.ამიტომ, სპილენძის გამტარის სისქე უნდა იყოს დაცული მკაცრი ტოლერანტობის ფარგლებში, ხოლო სპილენძის ფოლგის ზედაპირის უხეშობა უნდა იყოს მინიმუმამდე დაყვანილი.მესამე, ზედაპირის საფარის არჩევამ GCPW წრედზე შეიძლება ასევე იმოქმედოს მიკროსქემის მილიმეტრიანი ტალღის შესრულებაზე.მაგალითად, მიკროსქემას, რომელიც იყენებს ქიმიურ ნიკელის ოქროს, უფრო მეტი ნიკელის დანაკარგი აქვს, ვიდრე სპილენძს, და ნიკელის მოოქროვილი ზედაპირის ფენა გაზრდის GCPW-ის ან მიკროზოლის ხაზის დაკარგვას (სურათი 3).დაბოლოს, მცირე ტალღის სიგრძის გამო, საფარის სისქის ცვლილება ასევე გამოიწვევს ფაზის პასუხის ცვლილებას და GCPW-ის გავლენა უფრო დიდია, ვიდრე მიკროზოლის ხაზის გავლენა.
სურათი 3 მიკროზოლის ხაზი და GCPW წრე, რომელიც ნაჩვენებია ფიგურაში, იყენებს ერთსა და იმავე მიკროსქემის მასალას (როჯერსის 8 მილი სისქის RO4003C ™ ლამინატი), ENIG-ის გავლენა GCPW წრეზე გაცილებით მეტია, ვიდრე მიკროზოლის ხაზზე მილიმეტრიანი ტალღის სიხშირეზე.
გამოქვეყნების დრო: ოქტ-05-2022
