Taconic: PIM

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

© Taconic 2012 www.taconic-add.com

什么是无源交调

• 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


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

容量降低=收益降低!


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
… 为基站天线设计的pcbs
(移相器,功分器, 合路器, 滤波器)
Df 介质损耗 @
Taconic 板材 DK 介电值 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

铜箔
铜箔是PIM性能优劣的关键

高频板材通常结构：
铜箔
改性聚四氟胶片
聚四氟/玻纤

聚四氟/玻纤

聚四氟/玻纤
改性聚四氟胶片
铜箔

低粗糙度电镀铜箔

“Drum” or “shiny” side 光面

标准铜箔 “Matte” or “treatment” side
瓦光面

电镀制程来增加微结晶铜面结构来
增加有效接触面帜


超低剖面ED铜箔

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


超低剖面ED铜箔

不完全蚀刻

• 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


SEM 微带照片(C1 copper)

铜箔残屑遗留在蚀刻轨迹的边缘


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
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

Laminate 铜箔处理 Laminate

蚀刻时间短
蚀刻工艺

VLP铜箔 CL1 铜箔


CL1 反向铜箔

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


老化引起的PIM

腐蚀和退色
(85°C/85% rh/200 h)
来自空气和化学物资的侵蚀


焊接防护膜的影响

焊接防护膜能够防止空气和化学物质的侵蚀


保护层对交调的影响
交调 (PIM) [dBm]
Surface Max Min Max Min
Protection (fwd) (fwd) (bwd) (bwd)
铜面保护处理
Immersion 1.0 micron -114 -126.5 -113.5 -124.5
Tin
沉锡
OSP 0.3 micron -92.2 -96.5 -99.5 -112.6
有机表面保护
Immersion 0.2 - 0.8 -81.5 -92.5 -94.5 -108.6
Silver micron
沉银
ENIG 0.05 - 0.1 -50.5 -53.5 -58.5 -61.5
沉金 micron Au/ 3-
5 micron Ni

HASL 喷锡 3-25 micron -103.9 -123 -112.3 -123.8
Source: Powerwave

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 始终如一地支持您!!


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