CN110059964B - 一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，包括：确定引线搭焊互联点的物性参数、结构参数、电磁参数和缺陷参数；根据缺陷位置将互联点结构进行拆分；利用阻抗计算公式计算同轴线、微带线阻抗；建立互联点缺陷部分等效电路拓扑，并推导其阻抗计算公式；计算缺陷所在互联点部分阻抗；计算存在缺陷的引线搭焊互联点整体反射系数；快速预测存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能；评判存在缺陷的引线搭焊互联点是否满足互联要求。本发明方法可以实现存在缺陷的引线搭焊互联点基本参数和传输性能的耦合分析，可用于快速评判存在缺陷互联点是否仍然满足所处系统性能要求。
Description
技术领域
本发明属于微波互联技术领域，具体是一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法。本发明建立的基于引线搭焊互联点物性结构电磁参数及缺陷参数的信号传输性能评判方法，可用于通过快速预测存在缺陷的引线搭焊互联点性能，以评判其是否继续在所在系统中使用。
背景技术
随着微波组件在电子装备中的大量使用，多种互联点已广泛应用于各种雷达、卫星、基站等领域的微波组件中。其中引线搭焊互联点相对于其他形式的互联点工艺制造更容易、体积更小、性能更好，因此成为应用最广泛的互联点之一。
由于引线搭焊互联点是硬搭焊的一种，整体结构相对位置固定，极易产生缺陷(裂缝)，目前国内外针对引线搭焊互联点的缺陷研究主要从两个方面展开，一个是针对引线搭焊互联点的物性结构参数及其工作环境，研究引线搭焊互联点的可靠性问题；一个是针对引线搭焊互联点缺陷在电路中导致的信号完整性问题，主要借助软件仿真工具来对其性能进行评判，判断其性能往往需要花费较多的时间建立互联点模型、进行软件仿真，且最终往往无法给出具体的指导意见参考。这些问题是提高工程实践中对存在缺陷的引线搭焊互联点的性能评判的最大障碍，已经限制了引线搭焊互联点的发展。
因此，有必要结合引线搭焊互联点物性、结构、电磁参数及缺陷尺寸与信号传输性能，建立其关联机制，实现通过引线搭焊互联点缺陷尺寸参数对引线搭焊互联点传输性能影响进行快速评判。
发明内容
基于上述问题，本发明建立的面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，可以实现存在缺陷的引线搭焊互联点基本参数和传输性能的耦合分析，可用于快速评判存在缺陷互联点是否仍然满足所处系统性能要求。
实现本发明目的的技术解决方案是，一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，该方法包括下述步骤：
(1)确定引线搭焊互联点的物性参数、结构参数、电磁参数以及互联点缺陷的结构参数；
(2)根据缺陷位置将互联点结构进行拆分为同轴线、微带线和互联点部分三部分；
(3)利用同轴线阻抗计算公式计算引线搭焊互联点中同轴线阻抗，利用微带线阻抗计算公式计算存在缺陷的引线搭焊互联点微带线阻抗；
(4)建立互联点缺陷所影响的互联点部分等效电路拓扑，并推导其阻抗计算公式；
(5)将存在缺陷的互联点部分依据整体结构连续性拆分为两部分，并利用步骤(4)所得公式计算存在缺陷的互联点部分阻抗；
(6)计算引线搭焊互联点各衔接部分反射系数，并基于步骤(3)至步骤 (5)得到的阻抗计算公式，求解存在缺陷的引线搭焊互联点整体反射系数计算公式；
(7)根据引线搭焊互联点整体反射系数计算公式，快速预测存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能；
(8)根据步骤(7)得到的存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能评判其是否满足互联要求。
进一步的，步骤(1)中，所述存在缺陷的引线搭焊互联点的物性参数包括各部分材料的相对介电常数、相对电导率、相对磁导率和损耗角正切等；所述结构参数包括同轴线、互联点、介质基板、微带线的长度、高度、宽度、直径和间距等；所述引线搭焊互联点的电磁工作参数包括引线搭焊互联点的电磁工作频率f；所述缺陷指的是互联点裂纹，其结构参数包括高度和宽度。
进一步的，步骤(3)确定存在缺陷的引线搭焊互联点中同轴线阻抗值的计算公式。
步骤(3)中确定存在缺陷的引线搭焊互联点微带线阻抗值的计算公式。
进一步的，步骤(4)按如下过程进行：
(4a)引线搭焊互联点缺陷的存在相当于切割了原有电感，引入了一个寄生电容，以此为依据可建立存在缺陷的引线搭焊互联点等效电路拓扑，确定寄生电容计算公式；
(4b)确定引线搭焊互联点不存在缺陷时互联点部分电感计算公式、引线搭焊互联点存在缺陷时，连续互联点部分电感计算公式和引线搭焊互联点存在缺陷时，存在缺陷的非连续互联点部分电感计算公式；
(4c)确定引线搭焊互联点存在缺陷时互联点部分与接地面之间的等效电容计算公式；
(4d)基于步骤(4a)至(4c)得到的存在缺陷的引线搭焊互联点微带线部分的缺陷所在的互联点部分的电阻、电感和电容表达式，结合等效电路拓扑可以求得缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式。
进一步的，步骤(5)中，将缺陷所在的互联点按照结构连续性拆分为第一部分和第二部分，依据高频信号传输形式将其结构等效为微带线得到；
(5a)针对缺陷所在的互联点第一部分结构，无缺陷情况下其存在焊料在引线中心水平线以下、焊料在引线中心水平线以上、焊料完全覆盖引线三种不同状态，需要对其进行区分求解近似微带线关系，将以上三种情况整合得到缺陷所在互联点第一部分横截面周长p1、近似微带线厚度h1的表达式；
将存在缺陷的互联点第一部分的横截面周长p1及等效微带线厚度h1代入存在缺陷的互联点阻抗计算公式，即可计算互联点第一部分的近似阻抗；
(5b)针对缺陷所在的互联点第二部分结构，用一种近似方法表示其状态即可，得到缺陷所在的互联点第二部分横截面周长p2、近似微带线厚度h2的表达式；
将缺陷所在互联点第二部分的横截面周长p2及等效微带线厚度h2代入存在缺陷的互联点阻抗计算公式，即可计算缺陷所在的互联点第二部分的近似阻抗。
进一步的，步骤(6)中，计算存在缺陷的引线搭焊互联点各衔接部分反射系数：
(6a)计算馈源阻抗Z0与同轴线阻抗Z1部分反射系数Γ1；
(6b)计算同轴线阻抗Z1与缺陷所在的互联点第一部分阻抗Z2部分反射系数Γ2；
(6c)计算缺陷所在的互联点第一部分阻抗Z2与缺陷所在的互联点第二部分阻抗Z3部分反射系数Γ3；
(6d)计算缺陷所在的互联点第二部分阻抗Z3与微带线阻抗Z4部分反射系数Γ4；
(6e)计算微带线阻抗Z4与负载阻抗Z5部分反射系数Γ5；
(6f)根据以上内容整理，针对存在缺陷的引线搭焊互联点，各个部分衔接部分的反射系数可以近似整合为引线搭焊互联点整体的等效反射系数。
进一步的，可以基于以下公式评判存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能指标回波损耗RL和插入损耗IL是否满足互联点载体所要求的性能指标，若满足，则可继续该互联点，若不满足，则不能继续使用该互联点。
本发明与现有技术相比，具有以下特点：
1.本发明基于传输线理论，针对存在缺陷的引线搭焊互联点，通过建立缺陷所在互联点部分等效电路拓扑并拆分引线搭焊互联点结构，推导了各个部分阻抗计算公式，最终得到了引线搭焊互联点物性、结构、电磁参数及缺陷尺寸与引线搭焊互联点信号传输性能之间的计算公式，可用于快速评判存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷尺寸对信号传输性能的影响程度是否在可接受范围内，解决了目前无法基于引线搭焊互联点缺陷的基本参数，快速、准确地对缺陷导致的引线搭焊互联点传输性能影响大小的问题。
2.通过建立的存在缺陷的引线搭焊互联点物性、结构、电磁参数及缺陷尺寸快速评判信号传输性能影响大小的方法，可定量得到存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷尺寸和信号传输性能之间的关系，可以用于判断存在缺陷的引线搭焊互联点结构设计方案的合理性及其对引线搭焊互联点所在载体信号传输性能的影响。
附图说明
图1是本发明一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法的流程图；
图2是存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷示意图；
图3是存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷划分其等效形式示意图；
图4是存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷部分等效电路拓扑图；
图5是存在缺陷的引线搭焊互联点整体结构尺寸标注示意图；
图6是存在缺陷的引线搭焊互联点拆分及各截面能量传递示意图；
图7是存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷所在互联点部分拆分示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
参照图1，本发明为一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，具体步骤如下：
步骤1，确定引线搭焊互联点参数以及缺陷尺寸。
存在缺陷的引线搭焊互联点缺陷部分结构如图2所示，互联点整体结构尺寸如图5所示，其物性参数包括各部分材料的相对介电常数、相对电导率、相对磁导率和损耗角正切等；结构参数包括同轴线、互联点、介质基板、微带线的长度、高度、宽度、直径和间距等；引线搭焊互联点的电磁工作参数包括引线搭焊互联点的电磁工作频率f；缺陷指的是互联点裂纹，其结构参数包括高度和宽度。
步骤2，根据缺陷位置将互联点结构进行拆分。
存在缺陷的引线搭焊互联点按照结构连续性将其拆分为同轴线、微带线和互联点部分三部分进行阻抗分析，其拆分结果如图6所示；其中互联点部分按照结构连续性拆分为两部分，其拆分结果如图7所示。
步骤3，利用同轴线、微带线阻抗计算公式计算同轴线、微带线阻抗。
根据微波理论，将互联点确定存在缺陷的引线搭焊互联点中同轴线阻抗值的计算公式为：
其中，μr为相对磁导率，εr为玻璃介质相对介电常数，D1为引线外径，D2为外导体内径。
确定存在缺陷的引线搭焊互联点微带线阻抗值的计算公式为：
其中，σ为电导率，p表示导体横截面的周长，l为走线长度，t为走线厚度，εr为介质的相对介电常数，k为静电力常量，d为两板间距，a'、b'、c'、 d'分别为依托场分析软件求解电感值得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数，e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解电容权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数，w0为上表面走线宽度，w1为下表面金属宽度，δ(f)表示与频率有关的趋肤深度，其计算公式如下：
其中f为频率，μ为磁导率。
步骤4，建立互联点缺陷部分等效电路拓扑，并推导其阻抗计算公式。
(4a)引线搭焊互联点缺陷所在的互联点部分可以分割为如图3所示的各部分，相当于切割了原有电感，引入了一个寄生电容，以此为依据可建立存在缺陷的引线搭焊互联点等效电路拓扑如图4所示，其中寄生电容计算公式如下：
其中，h为裂纹高度，w为裂纹宽度，ε0为相对介电常数，k为静电力常量， x为裂纹长度。
(4b)引线搭焊互联点不存在缺陷时互联点部分电感计算公式如下：
其中，μ为磁导率，l为走线长度，w0为上表面走线宽度，t为走线厚度，a'、 b'、c'、d'分别为依托场分析软件得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数；
引线搭焊互联点存在缺陷时，连续互联点部分电感计算公式如下：
引线搭焊互联点存在缺陷时，存在缺陷的非连续互联点部分电感计算公式如下：
其中，W2为互联点宽度。
(4c)引线搭焊互联点存在缺陷时互联点部分与接地面之间的等效电容计算公式为：
其中，w1为下表面金属宽度，e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解电容权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数。
(4d)引线搭焊互联点存在缺陷时互联点部分交流电阻计算公式如下：
其中，σ为电导率，δ(f)表示与频率有关的趋肤深度，p表示导体横截面的周长；
(4e)基于(4a)至(4d)得到的存在缺陷的引线搭焊互联点微带线部分的缺陷所在的互联点部分的电阻、电感和电容表达式，结合等效电路拓扑可以求得缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式如下：
其中，Cw为寄生电容。
步骤5，将存在缺陷的互联点部分依据整体结构连续性拆分为两部分，并计算存在缺陷的互联点部分阻抗。
将缺陷所在的互联点按照结构连续性拆分为第一部分和第二部分，依据高频信号传输形式将其结构等效为微带线得到：
(5a)针对缺陷所在的互联点第一部分结构，无缺陷情况下其存在焊料在引线中心水平线以下、焊料在引线中心水平线以上、焊料完全覆盖引线三种不同状态，需要对其进行区分求解近似微带线关系，将以上三种情况整合得到缺陷所在互联点第一部分横截面周长p1、近似微带线厚度h1的表达式如下：
其中，D1为引线外径，H3为引线与微带线距离，W2为互联点宽度，c为互联点第一部分的侧面爬升高度，e为引线中心水平线与焊锡边缘距离。
将存在缺陷的互联点第一部分的横截面周长p1及等效微带线厚度h1代入存在缺陷的互联点阻抗计算公式，即可计算互联点第一部分的近似阻抗。
(5b)针对缺陷所在的互联点第二部分结构，用一种近似方法表示其状态即可，得到缺陷所在的互联点第二部分横截面周长p2、近似微带线厚度h2的表达式如下：
其中，a为互联点第一部分的正面爬升高度，W2为互联点宽度。
将缺陷所在互联点第二部分的横截面周长p2及等效微带线厚度h2代入存在缺陷的互联点阻抗计算公式，即可计算缺陷所在的互联点第二部分的近似阻抗。
步骤6，求解存在缺陷的引线搭焊互联点整体反射系数计算公式。
假设引线搭焊互联点的馈源阻抗为Z0，负载阻抗为Z5，计算存在缺陷的引线搭焊互联点各衔接部分反射系数如下：
(6a)馈源阻抗Z0与同轴线阻抗Z1部分反射系数Γ1计算公式如下：
其中，P为同轴线阻抗Z1部分输入能量，P1为同轴线阻抗Z1部分反射能量。
(6b)同轴线阻抗Z1与缺陷所在的互联点第一部分阻抗Z2部分反射系数Γ2计算公式如下：
其中，P-P1为互联点第一部分阻抗Z2部分输入能量，P2为互联点第一部分阻抗Z2部分反射能量。
(6c)缺陷所在的互联点第一部分阻抗Z2与缺陷所在的互联点第二部分阻抗Z3部分反射系数Γ3计算公式如下：
其中，P-P1-P2为互联点第二部分阻抗Z3部分输入能量，P3为互联点第二部分阻抗Z3部分反射能量。
(6d)缺陷所在的互联点第二部分阻抗Z3与微带线阻抗Z4部分反射系数Γ4计算公式如下：
其中，P-P1-P2-P3为微带线阻抗Z4部分输入能量，P4为微带线阻抗Z4部分反射能量。
(6e)微带线阻抗Z4与负载阻抗Z5部分反射系数Γ5计算公式如下：
其中，P-P1-P2-P3-P4为负载阻抗Z5部分输入能量，P5为负载阻抗Z5部分反射能量。
(6f)根据以上内容整理，针对存在缺陷的引线搭焊互联点，各个部分衔接部分的反射系数可以近似整合为引线搭焊互联点整体的等效反射系数，其计算公式如下：
步骤7，快速给出存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能。
根据步骤6中得到的存在缺陷的引线搭焊互联点整体的反射系数，基于以下公式：
RL＝-10ln(Γ2)
IL＝-10ln(1-Γ2)
可以快速预测存在缺陷的引线搭焊互联点当前工艺形态下互联点整体传输性能(回波损耗RL和插入损耗IL)。
步骤8，根据引线搭焊互联点传输性能，评判其是否满足互联要求。
根据步骤7中得到的存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能，可以快速评判引线搭焊互联点中当前缺陷的尺寸在当前工作环境下是否可以满足互联点载体所需要的信号传输性能指标要求，若可以满足，则可以继续使用该互联点；若不满足，则不能继续使用该互联点。
本发明的优点可通过以下仿真实验进一步说明：
一、确定存在缺陷的引线搭焊互联点基本参数
本实例中以工作频率为10GHZ、引线搭焊互联点物性、结构参数及缺陷参数如表1所示的引线搭焊互联点为例。存在缺陷的引线搭焊互联点结构参数标注图参见图5所示。
表1存在缺陷的引线搭焊互联点基本参数
二、评判存在缺陷的引线搭焊互联点信号传输性能
基于本申请 提出的基于引线搭焊互联点物性、结构、电磁参数及缺陷尺寸的性能评判方法，其评判所需性能计算公式如下：
RL＝-10ln(Γ2) (1)
IL＝-10ln(1-Γ2) (2)
其中，整体反射系数计算公式如下：
其中，各部分反射系数计算公式如下：
其中，同轴线阻抗计算公式为：
其中，微带线阻抗计算公式为：
其中，缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式为：
公式中，等效电阻R的计算公式为：
其中f为频率，μ为磁导率，σ为电导率，p表示导体横截面的周长。公式中，寄生电容Cw的计算公式为：
其中，h为裂纹高度，w为裂纹宽度，ε0为相对介电常数，k为静电力常量， x为裂纹长度。
公式中，寄生电容C的计算公式为：
各部分电感的计算公式为：
引线搭焊互联点存在缺陷时，连续互联点部分电感计算公式如下：
引线搭焊互联点存在缺陷时，存在缺陷的非连续互联点部分电感计算公式如下：
互联点第一部分等效结构计算公式为：
将其代入微带线阻抗计算公式可得互联点第一部分阻抗计算公式Z2。
其中，微带线第二部分等效结构计算公式为：
将其代入微带线阻抗计算公式可得互联点第二部分阻抗计算公式Z3。
将所得到的的公式在MATLAB软件中进行编程封装，调用引线搭焊互联点参数表，得到当前物性、结构、电磁条件下引线搭焊互联点的回波损耗为 -11.869dB，插入损耗为0.292dB，计算时间为35ms。
三.仿真结果对照分析
利用表1中引线搭焊互联点结构物性参数在电磁仿真软件HFSS中建立存在缺陷的引线搭焊互联点的精确模型，该过程需要花费大量的时间。在同一台计算机上进行软件仿真得到当前缺陷尺寸及引线搭焊互联点物性、结构、电磁参数下回波损耗为-12.996dB，插入损耗为0.258dB，仿真时间为3min06s。
对照本申请 提出的存在缺陷的引线搭焊互联点性能评判方法与电磁仿真软件HFSS仿真得到的结果可知，利用本申请 提出的存在缺陷的引线搭焊互联点性能评判方法得到的回波损耗误差及插入损耗误差都很小，评估效果好，且从分析时间的角度看，通过本申请 方法评估所消耗的时间为通过电磁软件仿真消耗的时间的0.19％，极大地节省了时间成本，尤其在工程实践中对大量存在缺陷的引线搭焊互联点性能同时评判分析时尤其明显。因此利用本申请 提出的存在缺陷的引线搭焊互联点性能评判方法可实现对存在缺陷的引线搭焊互联点性能快速评判，且有效地减少了分析的时间成本。
Claims (9)
1.一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)确定存在缺陷的引线搭焊互联点的物性参数、结构参数、电磁参数以及互联点缺陷的结构参数；
(2)根据缺陷位置将互联点结构进行拆分为同轴线、微带线和互联点部分三部分；
(3)利用同轴线阻抗计算公式计算引线搭焊互联点中同轴线阻抗，利用微带线阻抗计算公式计算存在缺陷的引线搭焊互联点微带线阻抗；
(4)建立互联点缺陷所影响的互联点部分等效电路拓扑，并推导其阻抗计算公式；
(5)将存在缺陷的互联点部分依据整体结构连续性拆分为两部分，并利用步骤(4)所得公式计算存在缺陷的互联点部分阻抗；
(6)计算引线搭焊互联点各衔接部分反射系数，并基于步骤(3)至步骤(5)得到的阻抗计算公式，求解存在缺陷的引线搭焊互联点整体反射系数计算公式；
(7)根据引线搭焊互联点整体反射系数计算公式，快速预测存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能；
(8)根据步骤(7)得到的存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能，评判其是否满足互联要求；
步骤(5)中，将缺陷所在的互联点按照结构连续性拆分为第一部分和第二部分，依据高频信号传输形式将其结构等效为微带线得到：
(5a)针对缺陷所在的互联点第一部分结构，无缺陷情况下其存在焊料在引线中心水平线以下、焊料在引线中心水平线以上、焊料完全覆盖引线三种不同状态，需要对其进行区分求解近似微带线关系，将以上三种情况整合得到缺陷所在互联点第一部分横截面周长p1、近似微带线厚度h1的表达式；
将存在缺陷的互联点第一部分的横截面周长p1及等效微带线厚度h1代入存在缺陷的互联点阻抗计算公式，即可计算互联点第一部分的近似阻抗；
(5b)针对缺陷所在的互联点第二部分结构，用一种近似方法表示其状态即可，得到缺陷所在的互联点第二部分横截面周长p2、近似微带线厚度h2的表达式；
将缺陷所在互联点第二部分的横截面周长p2及等效微带线厚度h2代入存在缺陷的互联点阻抗计算公式，即可计算缺陷所在的互联点第二部分的近似阻抗。
2.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(1)中，所述存在缺陷的引线搭焊互联点的物性参数包括各部分材料的相对介电常数、相对电导率、相对磁导率和损耗角正切；所述结构参数包括同轴线、互联点、介质基板、微带线的长度、高度、宽度、直径和间距；所述引线搭焊互联点的电磁工作参数包括引线搭焊互联点的电磁工作频率f；所述缺陷指的是互联点裂纹，其结构参数包括高度和宽度。
3.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(3)中，确定存在缺陷的引线搭焊互联点中同轴线阻抗值的计算公式为：
其中，μr为相对磁导率，εr为玻璃介质相对介电常数，D1为引线外径，D2为外导体内径。
4.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(3)中，确定存在缺陷的引线搭焊互联点微带线阻抗值的计算公式为：
其中，σ为电导率，p表示导体横截面的周长，εr为介质的相对介电常数，k为静电力常量，d为两板间距，a'、b'、c'、d'分别为依托场分析软件求解电感值得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数，e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解电容权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数，εr为玻璃介质相对介电常数，w0为上表面走线宽度，w1为下表面金属宽度，δ(f)表示与频率有关的趋肤深度，其计算公式如下：
其中，f为频率，μ为磁导率。
5.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(4)按如下过程进行：
(4a)引线搭焊互联点缺陷的存在相当于切割了原有电感，引入了一个寄生电容，以此为依据可建立存在缺陷的引线搭焊互联点等效电路拓扑，其中寄生电容Cw计算公式如下：
其中，h为裂纹高度，w为裂纹宽度，ε0为相对介电常数，k为静电力常量，x为裂纹长度；
(4b)引线搭焊互联点不存在缺陷时互联点部分电感L计算公式如下：
其中，μ为磁导率，l为走线长度，w0为上表面走线宽度，t为走线厚度，a'、b'、c'、d'分别为依托场分析软件得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数；
引线搭焊互联点存在缺陷时，连续互联点部分电感计算公式如下：
引线搭焊互联点存在缺陷时，存在缺陷的非连续互联点部分电感计算公式如下：
其中，W2为互联点宽度；
(4c)引线搭焊互联点存在缺陷时互联点部分与接地面之间的等效电容计算公式为：
其中，w1为下表面金属宽度，e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解电容权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数，d为两板间距；
(4d)引线搭焊互联点存在缺陷时互联点部分交流电阻R计算公式如下：
其中，σ为电导率，δ(f)表示与频率有关的趋肤深度，p表示导体横截面的周长；
(4e)基于步骤(4a)至(4d)得到的存在缺陷的引线搭焊互联点微带线部分的缺陷所在的互联点部分的电阻、电感和电容表达式，结合等效电路拓扑可以求得缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(5a)中，缺陷所在互联点第一部分横截面周长p1、近似微带线厚度h1的表达式如下：
其中，D1为引线外径，H3为引线与微带线距离，W2为互联点宽度，c为互联点第一部分的侧面爬升高度，e为引线中心水平线与焊锡边缘距离。
7.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(5b)中，缺陷所在的互联点第二部分横截面周长p2、近似微带线厚度h2的表达式如下：
其中，D1为引线外径，a为互联点第一部分的正面爬升高度，W2为互联点宽度，e为引线中心水平线与焊锡边缘距离。
8.根据权利要求1所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，步骤(6)中，假设引线搭焊互联点的馈源阻抗为Z0，负载阻抗为Z5，计算存在缺陷的引线搭焊互联点各衔接部分反射系数如下：
(6a)馈源阻抗Z0与同轴线阻抗Z1部分反射系数Γ1计算公式如下：
其中，P为同轴线阻抗Z1部分输入能量，P1为同轴线阻抗Z1部分反射能量；
(6b)同轴线阻抗Z1与缺陷所在的互联点第一部分阻抗Z2部分反射系数Γ2计算公式如下：
其中，P-P1为互联点第一部分阻抗Z2部分输入能量，P2为互联点第一部分阻抗Z2部分反射能量；
(6c)缺陷所在的互联点第一部分阻抗Z2与缺陷所在的互联点第二部分阻抗Z3部分反射系数Γ3计算公式如下：
其中，P-P1-P2为互联点第二部分阻抗Z3部分输入能量，P3为互联点第二部分阻抗Z3部分反射能量；
(6d)缺陷所在的互联点第二部分阻抗Z3与微带线阻抗Z4部分反射系数Γ4计算公式如下：
其中，P-P1-P2-P3为微带线阻抗Z4部分输入能量，P4为微带线阻抗Z4部分反射能量；
(6e)微带线阻抗Z4与负载阻抗Z5部分反射系数Γ5计算公式如下：
其中，P-P1-P2-P3-P4为负载阻抗Z5部分输入能量，P5为负载阻抗Z5部分反射能量；
(6f)各个部分衔接部分的反射系数可以近似整合为引线搭焊互联点整体的等效反射系数，其计算公式如下：
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种面向互联点缺陷的引线搭焊传输性能评判方法，其特征在于，基于以下公式评判存在缺陷的引线搭焊互联点整体传输性能指标回波损耗RL和插入损耗IL是否满足互联点载体所要求的性能指标，若满足，则可继续该互联点，若不满足，则不能继续使用该互联点；
RL＝-10ln(Γ2)
IL＝-10ln(1-Γ2)。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN107068658A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-08-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种三维封装电路中金丝键合的电容补偿及其设计方法 |
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Non-Patent Citations (3)
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|---|
| Effect of simulation methodology on solder joint crack growth correlation;R. Darveaux等;《2000 Proceedings. 50th Electronic Components and Technology Conference》;20020806;1048-1058页 * |
| Solder joint degradation and detection using RF impedance analysis;Bin Y等;《Soldering & Surface Mount Technology》;20130131;25-30 * |
| 基于机电耦合的互联工艺参数对微波组件传输性能的影响分析;彭雪林;《中国优秀硕士学位论文全文数据库·信息科技辑》;20170315;I136-124 * |
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