taconic: pim

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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

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什么是无源交调

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• 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

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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

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容量降低=收益降低!

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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。

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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 !

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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

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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

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• 印刷电路板

– 制作过程因素

– 介质板材因素

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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…

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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

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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)

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铜箔

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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：

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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

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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

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超低剖面ED铜箔

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• 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

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不完全蚀刻

超低剖面ED铜箔


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


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


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


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

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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

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