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一粒金砂(高级)

SMA同轴连接器到PCB板的焊接案例 [复制链接]

作者:一博科技高速先生 黄刚

 

【内容摘要 Description】
在大家的印象中,SI工程师是不是就是一天到晚对着电脑在建模呢?高速先生要颠覆你们的认知了,我们还能胜任很多动手能力很强的角色哦,例如本文的磨刀工。


【正文】

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其实这个真的是一个很突如其来的案例,事情的由来是我们要去升级我们的同轴连接器的频率,有一些连接器的原厂就给高速先生提供了一些样品来测试。我们知道,射频连接器从SMA型慢慢发展到3.5mm,到2.92mm再到2.4mm,目前成熟的已经去到了1.85mm的类型,当然还有更高端的1.35mm和1.0mm的射频连接器,但是大多数行业都用不上,因为频率实在的太。。太高了,达到了90GHz到110GHz,价格那也是一个贵啊!
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好吧,我们还是说说更大的群体能用上的吧,本文主要说的是2.4mm和1.85mm的这两种同轴头。它们分别标称对应的频率是50GHz和67GHz,其实也很高了哈。这两种同轴头有一个最最最大的共同点,那就是接口能够兼容!也就是说同样的1.85mm网络分析仪或者示波器上的cable都能够和它们对接,在这个时刻有没有一种小时候玩俄罗斯方块的喜悦。
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本案例的这款测试板其实运行频率只要到40GHz就ok了,之前的2.4mm同轴头我们测试过已经能满足要求了,只不过后面想尝试升级下,刚好有我们的供应商给我们提供他们家的1.85mm同轴连接器,那我们就想在同一块测试板同一对走线上换更高级的同轴连接器后看性能会不会进一步提高。
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但是当大家都觉得肯定会更好,不会有意外发生的时候,意外就发生了。我们安装上这款新的1.85mm连接器时,先不说它的性能相比之前的连接器会不会更好了,压根就没连通,是开路的!!!我们安装上一个来测试阻抗来看有没有连通,结果阻抗曲线只到同轴连接器末端就开路了,也就说明同轴连接器和板上的接触是断的!
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这真的是生突如其来的惊喜,一开始我们还尝试“检讨”下自己,从自己测试板的问题出发,想着是不是用了一段时间,板子上本身的走线连接有问题了,因此我们又用回之前我们的2.4mm连接器来测下。发现没问题啊,原来的同轴连接器是通的啊!
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那真的说明是连接器本身的差异导致,并不是我们板子上的问题,这样的话我们就对比下两款连接器的外形差异,看能不能看到点端倪。我们分别从底视图和顶视图两个角度来观察他们的区别,首先我们发现了他们的这款1.85mm的连接器针都比较细,这样从SI的角度的确会进一步提高性能。但是为什么他们这款连接器和板上的pad就接触不上呢?我们还观察到了另外一点,就是他们的连接器从底视图看会偏大一点。
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分别放在我们板上的时候会发现,我们的连接器刚好和封装的外框是贴合的,可以肯定的是,我们的封装就是根据我们这款50GHz的2.4mm连接器设计的,但是把他们这款1.85的连接器放上去,就会发现,的确会比现有的封装要大。
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恩,很多朋友包括高速先生第一反应也觉得,大一丢丢又怎么样?会影响什么东西呢?大一点就信号断开了?
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但是高速先生还是很善于观察PCB的,我们知道,我们在连接器底座的这个位置是需要开窗露铜才能和同轴连接器的底座充分接触,形成地的连接,然后在外面的地方就用了绿油这种表面处理,最关键的是绿油是在表面处理之后的工序再进行的,也就是说绿油的高度会比底座位置露铜更高,形象来说就是这样的。。。
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如果他们的同轴连接器的底座比露铜区域要大的话,大家想想安装下去之后会是怎么样?没错,就是下图这样子,连接器会受到绿油而抬高一点,这样的话连接器的信号针可能就无法和板上的信号pad很稳的接触上!
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高速先生大概知道了原因了,那能不能去做一些测试的验证呢?这个时候只能去牺牲一块我们的测试板去做一些破坏性测试了。那我们有什么方法来把这个同轴连接器和板上的信号pad连通呢?高速先生灵机一动,如果我们能把绿油处理成和露铜区域一样高的话,是不是就能够保证连接器的信号针很好的接触上了!
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那怎么才能做到这一点呢?没错,你们想的和高速先生想的一样,那就是刮绿油!!!
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于是我们精心挑选了一位高速先生组内心灵手巧的美女同事来操作,目标就是刮平新的连接器突出的绿油区域,经过不懈的努力,终于做到了如下这个样子。
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然后我们再把新的同轴连接器安装上去试试,恩,果然,功夫不负有心人,唰的一测,终于连通了!
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所以大家在更换射频连接器型号的时候,其中一个要注意的点就是封装是不是一定兼容哦,很多朋友可能就只看到连接器的频率,信号和地的间距,cable是否吻合,而忽略了封装的兼容性问题,感谢这个案例,让高速先生们又学会了一个新的技能!
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问题来了
大家觉得有没有其他方法可以连通同轴连接器和板子呢?请大家发挥下脑洞哈,好用的话高速先生立马下篇文章就按你的写!

此帖出自PCB设计论坛
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一粒金砂(中级)

請問銅,銀,鐵的材質連接器,是否10G以上高頻特性差異也很大呢?


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