Здравствуйте!
Озадачили меня вопросом, который заставил меня растеряться.
Зачем золотят-серебрят СВЧ волноводы?
Понятно, что на СВЧ токи текут по поверхности из-за скин-эффекта. Золото не окисляется с его поверхность всегда проводит хорошо.
Но у серебра и меди проводимость больше. Почему серебро или медь просто не покрывают защитной диэлектрической плёнкой от окисления?
Почему так не делают? Почему так не делают в интергальных волноводах?

А сохраняемость до 10-20 лет какая плёнка обеспечит?

SiO2 напыленная, например.

Сильно подозреваю, что гальваническое золото дешевле напыленного кварца. В мишках вкладывал интелсатовские станции - силумин. Никаких пленок и серебра. Защита от среды - хорошие эмали и пленка на входе волновода. Некоторым почти 20 лет и есть.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 27 2011, 16:37

А тангенс угла потерь?

Серебро-золото: гальваническое серебро рыхлое, химическое еще рыхлее. В результате проводимость покрытия на СВЧ в 3 раза хуже металлического серебра. Золотое покрытие более плотное, в результате его проводимость выше серебряного, хотя в металлическом виде - наоборот.

Спасибо! А при напылении? Медном, например?


На интересующих нас частотах потери в проводнике намного больше, чем в SiO2. Практически пренебрежимо малы.

Хоть какая медь, она окисляется. Пленка окисла заставляет токи протекать все дальше от поверхности (внутрь металла или покрытия), где больше сопротивление. Растут потери. Поэтому и покрывают металлами, которые не окисляются.

Недавно лоханулись. Надо было перемычку поставить, около 3 мм. Рядом корпус. Ну давай трубку какую-нибудь, чтоб не замкнуло. Что было под руками, то и поставили. Оболочка от провода типа МПО, длиной миллиметра 2. Частота около 4 Гиг, мощность ватт 15. Включили - от оболочки дым пошел. Вот они: тангенс и скин.

Огромное спасибо! Очень помогли все )
У меня ещё просьба поделиться ссылками на справочник по материалам интегральной электроники.
Какое сопроивление у напылённого золота, какое у электрохимически осаждённого, какое у обчыного.
Какое сопротивление у меди осаждённой, напылённой, обычной и.т.д.

Ну, во-первых, напыленное золото никогда не видел. Возможная, но не очень осмысленная технология.
Во-вторых, не думаю, что такой справочник реально мог помочь бы. Слишком много степеней свободы. У нас только золотых гальванических технологий было штук пять. Из них основные - толстое цитратное золото более 2мкм по меди и тонкое золото из фосфатного электролита около 1мкм с подслоем хрома на меди для предотвращения диффузии последней сквозь золото - очень достающее явление с последующим резким почернением плат, поэтому в первом случае, цитратном, и приходилось использовать толстое золото. А есть еще иммерсионные технологии. Рыхлое гальваническое серебро, как уже говорил, уплотняют крацеванием - проходят щеточками из тонких медных проводков, например, на больших оборотах - вот проводимость и повышается.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 28 2011, 07:43

Мы пылим золото )
Для мелкосирийных изделий. Тонкий слой пылить удобно, а вот толстый - уже дорого.

Дык тонкий это сколько? И на что? Про диффузию не забывайте, если не на хром или ванадий. Все-таки не понимаю преимущества перед гальваникой - она всегда положит рыжее на то, что надо, напыление - на все стенки. Разве что только отпадают проблемы с пробирным анализом - у нас проверяли все 16 ванн золочения каждые две недели, и не дай бог в плюс или в минус 5гр от 200грамм в ванне - тюрьма.
А, еще вспомнил. У нас все волноводы были олово-висмут. Правда там мощности и расстояния были небольшие. Серебро только на фильтрах и экранах резонаторов, золото - на тонкопленочных полосках.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 28 2011, 10:33

У нас сегодня на работе возник спор.
Рассматриваем несимметричный микрополосковый проводник.
Мы используем материал RO4350 на медные проводники которого нанесено золотое покрытие.
Оказывает ли негативное влияние хром?
- Я считаю, что основной ток течет по скин слою м/у проводником и зеляным слоем, не затрагивая хром. Т.е. он течет по нижнему слою меди.
- Мой коллега говорит, что ток течет по всей поверхности микрополоска, захватывая и теряясь в слое хрома.

Кто прав?

В поликоровой плате хром конечно оказывает влияние, но у нас спор про Роджерс (текстолит, и т.п.).

Это спор у нас возник когда сравнивая результаты измерения и моделирования мы получили вместо 0,0037 тангенс угла потерь равный 0,00914. Мы добивались идентичности характеристик в диапазоне от 500МГц до 8ГГц. Измерения проводились на тестовом 50Омном микрополоске длинной 100мм.

Толщина хрома там 0.1-0.5 микрона, если не меньше, уже не помню - он наносился с контролем по пластинке-свидетелю и мерялся по Омам на квадрат, реально ни на что не влиял - параллельный проводнику резистор. У нас сейчас ситуация хуже - сделали нам плату на том же Роджерсе. Толщина 0.101мм (меня даже не спросили, когда заказывали), 17мкм медь-золото, 50 Ом копланар с землей, ширина дорожки 0.21мм зазор 0.2мм. 340 мм имеет потери 4дБ на 1ГГц и 7дБ на 2ГГц (это для 4 делителей мощности - разветвитель на 16, 1 плечо каждого из делителей заменили на перемычку - получили полосок такой длины). На 3дБ выше потери на 1ГГц и никак не должен был получиться такой перекос. Ни одна из считалок (Txline, Polar Si9000, Saturn PCB) не дают такого. Единственное подозрение - маска наполовину перекрывает зазор, но вроде не должна так влиять.
Зы. На частотах выше 4ГГц уже надо шероховатость поверхности смотреть.
Был еще прикол, когда хром положили через длительное время после меди - образовался тончайший окисел на меди, но уже заметно повышение потерь было. Нашли случайно - регулировщик процарапал постоянными перепайками золото до меди и потери вдруг упали.

Сообщение отредактировал ledum - Oct 3 2011, 13:14

Про полоски не скажу, но вот с объемными резонаторами была проблема- подслой хрома вызывал появление второй гармоники в спектре. Долго грешили на пролаз, пока не вычистили вторую гармонику по входу и убедились, что она генерится в резонаторе. Притом явление нелинейное- зависит от мощности в резонаторе. Физика эффекта понята так и небыла- что то про ферромагнетизм, эффект холла итд...

Наверное все-таки не подслой хрома, а слой окисла или сульфида под ним. Именно так и проявился - слегка бОльшие потери на малых уровнях и возникновение гармошек при повышении уровня сигнала с падением потерь при этом - типа микропробои тонкого слоя окисла. Чудеса, но иначе никак не смогли объяснить. Смыли золото раствором иода в иодистом калии, стравили хром 37% солянкой - по чистой меди, возможно с окислом или сульфидом эффект ушел - это так проверяли идею регулировщика о слое диэлектрика на меди, с большой долей вероятности правильную. После жесткого контроля нанесения хрома сразу после меди - больше никогда не проявился.

Сообщение отредактировал ledum - Oct 3 2011, 15:24