Stackup Editor, EE2007.7 Опции

[dysan]

Подскажите, пожалста, что такое "Calculate Er for metal layers from surrounding dielectrics"? Там такой крыжик стоит внизу вкладки для диэлектриков и металлов. Разве у меди есть диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь? И почему если его поставить все ранее введенные параметры(имена слоев в первой вкладке введенные, типы металлических слоев - плэйн, сигнал) слетают?

[cioma]

Т.к. слои меди намного тоньше слоёв диэлектрика, то чтобы упростить задачу солверу и предлагается принять Er равным значению, рассчитанному из значений окружающих диэлектриков.

[dysan]

Т.к. слои меди намного тоньше слоёв диэлектрика, то чтобы упростить задачу солверу и предлагается принять Er равным значению, рассчитанному из значений окружающих диэлектриков.

Не понимаю ваши слова. Что значит: "предлагается принять Er равным значению, рассчитанному из значений окружающих диэлектриков"? А раньше, до этого предложения солвер не принимал Er равным значению, рассчитанному из значений окружающих диэлектриков? Он, этот солвер, итак ведь должен считать импеданс в проводнике(или его геометрию) исходя из Er окружающего его(проводник) диэлектрика. Там же прописывается значение Er для медного слоя(пишется не в слое диэлектрика в слое металла) и мне почему-то казалось, что такого параметра у меди нету, медь - это проводник.
И не понятно, почему, ежели я снимаю эту галку, то могу руками забивать туда разные цифры для металла. Это еще зачем?

[Doomsday_machine]

dysan
По умолчанию Er металла равна 1. Если вы нажимаете эту галку, то stackup editor присваивает значение Er, исходя из тех соображений, что трасса "утоплена" в слое препрега. Если препрег с одной стороны, то Er проводящего слоя=Er препрега, если с обеих, то Er проводящего слоя - это среднее между Er препрегов, окружающих проводящий слой.

[maailmankaikkeus]

dysan
По умолчанию Er металла равна 1. Если вы нажимаете эту галку, то stackup editor присваивает значение Er, исходя из тех соображений, что трасса "утоплена" в слое препрега. Если препрег с одной стороны, то Er проводящего слоя=Er препрега, если с обеих, то Er проводящего слоя - это среднее между Er препрегов, окружающих проводящий слой.

Doomsday Machine, поясните, пожалуйста, ламеру, что есть препрег?
Спасибо.

[Doomsday_machine]

maailmankaikkeus
Препрег - стеклоткань, диэлектрический слой, разделяющий смежные проводящие слои.

[cioma]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%...%B5%D0%B3%D0%B8

[dysan]

dysan
По умолчанию Er металла равна 1. Если вы нажимаете эту галку, то stackup editor присваивает значение Er, исходя из тех соображений, что трасса "утоплена" в слое препрега. Если препрег с одной стороны, то Er проводящего слоя=Er препрега, если с обеих, то Er проводящего слоя - это среднее между Er препрегов, окружающих проводящий слой.

И все же(объясните мне, дураку, кто-нибудь) никак не пойму, как медь может иметь такой параметр, как относительная диэлектрическая проницаемость? Я понимаю(если это действительно так понимать а не как-либо иначе) - что солвер, вдруг, ни с того ни с сего принимает, что у меди есть Er и равняет его, скажем, к 4. Но ведь когда мы говорим о диэлектрической проницаемости как о параметре данного материала, мы подразумеваем, что он, этот материал - диэлектрик а в диэлектрике ток не течет. У воздуха Er=1 и если заголить два конца провода с 220Вольт разной полярности и расположить рядом даже очень близко, ток не пойдет, до тех пор пока не возникнет пробой диэлектрика и не появится хотя бы искра. И это при 220Вольтах и воздухе с Er=1, а в стандартном препреге FR-4 Er может и 4 равняться и токи в ПП слабенькие. Как они смогут течь в якобы "металле" с Er равном даже 1(уж не говоря о том, чтобы принять на себя тяжесть случая с Er=4)?

[cioma]

Еще раз повторю: это сознательное допущение чтобы упростить задачу солверу (который в HL - 2D). Не ищите тут глубинного смысла, его нет

[Doomsday_machine]

dysan
Мне тоже непонятно ваше настойчивое стремление искать второе дно там, где его нет. Думаю, что врядли солвер вдруг что-то принимает ни с того ни с сего. Все допущения объясняются условностью модели расчета в данном конкретном случае. Что это за допущения, и в каком случае они принимаются, было сказано выше. Если трасса утоплена в препреге, то он (препрег) рассматривается вместе с трассой как единое целое, в которое трасса вносит гораздо меньший "вклад", чем диэлектрик, т.к. толщина слоя меди намного меньше толщины диэлектрика.

[dysan]

dysan
Мне тоже непонятно ваше настойчивое стремление искать второе дно там, где его нет. Думаю, что врядли солвер вдруг что-то принимает ни с того ни с сего. Все допущения объясняются условностью модели расчета в данном конкретном случае. Что это за допущения, и в каком случае они принимаются, было сказано выше. Если трасса утоплена в препреге, то он (препрег) рассматривается вместе с трассой как единое целое, в которое трасса вносит гораздо меньший "вклад", чем диэлектрик, т.к. толщина слоя меди намного меньше толщины диэлектрика.

Если эти допущения объясняются условностью модели, тогда к чему дана возможность менять значение Er для металла? Пусть бы всегда в автомате все рассчитывалось. Так нет же, находится этот проводник в толще диэлектрика с Er=4, а ему можно назначить Er=1, или Er=25, или даже Er=100(хорошо хоть дальше ограничение поставили). Лично вы можете здесь рассказать, что там за условная такая модель с допущениями в солвере создателями матрицы из Ментора сидит? Или вы просто оправдываете создателей этого солвера? Формулами, и не из Интернета а конкретно для этого солвера? А то ведь так можно допустить, что в слоеном пироге платы сверхпроводники находятся. C Er=653892e253 и при этом великолепно ток проводящие. А самое главное, все импедансы будут прекрасно рассчитываться.
Если вы, к примеру, программу Si9000 Field Solver от Polar возьмете, то там все честно и таких допущений не допускается. Er указан только для диэлектриков, никак не для проводников.

[Doomsday_machine]

Лично вы можете здесь рассказать, что там за условная такая модель с допущениями в солвере создателями матрицы из Ментора сидит? Или вы просто оправдываете создателей этого солвера? Формулами, и не из Интернета а конкретно для этого солвера?

Ну о чем вы говорите, лично я конечно же не смогу. Ведь это же "proprietary to Mentor Graphics Corporation". Спросите насчет точной модели хотя бы у fill'а. Что касается "Er=25, или даже Er=100", то тут все определяется степенью идиотизма пользователя. .

Сообщение отредактировал Doomsday machine - Jun 19 2010, 22:04

[cioma]

Non fool-proof design

[Doomsday_machine]

Пришлось немного оживить тему .Посчитал тут на досуге волновые сопротивления для полосковой и микрополосковой линии в пакете Polar Si9000 v.8.0.0 и сравнил результаты со значениями, полученными в Stackup Editor (EE7.9.1). В итоге, мягко говоря, удивился. Кто-нибудь знает с чем связаны такие довольно существенные расхождения результатов? Вообще, интересно, пользуется ли кто-нибудь из постоянных пользователей Expedition сторонними калькуляторами для расчета импеданса? (так, на всякий случай для проверки ).

[cioma]

Вопрос в том для каких частот показывается импеданс в stackup editor и в Si9000.
Хотя разница все равно слишком большая.

[Doomsday_machine]

cioma
В обоих случаях, насколько я понимаю, используется модель линии с малыми потерями, активные потери и потери в диэлектрике актуальны, начиная с 1ГГц. У Polar это режим lossless calculation. Файл тестового проекта прикрепляю, кому интересно. Хотя это можно получить в любом проекте.
 test.rar ( 1.87 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 105

[fill]

Для microstrip уменьшите толщину SIGNAL_2 (которого у Polar вообще нет) или вообще удалите и сразу получите практически те же значения - 43.6

Для stripline даже из картинки видно что Polar считает зазор до верхнего плейн вычитая толщину трассы. Если установить такие же параметры то получите примерно те же результаты. Вот для наглядности тоже самое смоделировано в HyperLynx, и т.к здесь можно задать именно зазор до плейн, то результат абсолютно совпадает

[Uree]

А что за материал такой с Er=3.8? У FR-4 на частотах до единиц ГГц ниже 4 не опускается.

[sergun53]

А что за материал такой с Er=3.8? У FR-4 на частотах до единиц ГГц ниже 4 не опускается.

Такую проницаемость имеет в частности высокочастотный стеклотекстолит
марки FR-4 High Tg, именуемый как FR408.

[Doomsday_machine]

fill
Спасибо, что помогли разобраться.

Для microstrip уменьшите толщину SIGNAL_2 (которого у Polar вообще нет) или вообще удалите и сразу получите практически те же значения - 43.6

К сожалению ни то, ни другое сделать нельзя, т.к. использование именно слоя PLANE_3 в качестве опоры для слоя SIGNAL_1 и наличие слоя SIGNAL_2 между ними в данном случае принципиально. Дело в том, что слой SIGNAL_1 содержит microvia с ограниченной глубиной сверления (0,1), а также в этом слое расположено совсем немного проводников (локализованы в одном месте), для которых заданный импеданс 50 Ом должен быть выдержан, при условии выдерживания их ширины не менее 0,4 мм. Вот и предполагалось увеличить расстояние до опорного слоя, "вставив" SIGNAL_2 между SIGNAL_1 и PLANE_3 и "зачистить" от меди слой SIGNAL_2 непосредственно под этими трассами.

Для stripline даже из картинки видно что Polar считает зазор до верхнего плейн вычитая толщину трассы.

Честно говоря, не так уж это и очевидно, т.к. задаются/рассчитываются именно толщины диэлектриков, а не зазоры между проводником и плейном, но, скорее всего вы правы.

Вот для наглядности тоже самое смоделировано в HyperLynx, и т.к здесь можно задать именно зазор до плейн, то результат абсолютно совпадает

Жаль, что редактор стека не позволяет задавать такие тонкости, т.к. расхождения в расчетах, как видим, могут быть весьма существенными. Получается, что в отдельных случаях контролировать импеданс непосредственно в среде Expedition теряет всякий смысл...

[Alexer]

Дело в том, что диэлектрическая проницаемость одного и того же материала может достаточно сильно отличаться не только у разных производителей плат, но и в зависимости от партии поставок этого самого материала. А диэлектрическая проницаемость, как известно, оказывает достаточно большое влияние на волновое сопротивление. Например диэлектрическая проницаемость для FR-4 может меняться от 3,9 до 4,4 в зависимости от имеющегося на данный момент на предприятии препрега. Так что идеально точно рассчитать импеданс ни на одном из калькуляторов не получится и производитель все равно будет сам немного "играться" толщинами препрегов и шириной проводников.

Сообщение отредактировал Alexer - Mar 12 2011, 16:28

[Doomsday_machine]

Alexer
Разброс параметров диэлектрических материалов, разумеется, существует, но к обсуждаемому вопросу это отношения не имеет. Меня смущает вполне конкретная проблема, описанная выше - довольно существенная разница в цифрах, при одних и тех же входных данных. Это раздражает и сбивает с толку. При этом для компании, которая позиционирует сама себя, как EDA technology leader, я думаю, не должно составить ни малейшего труда усовершенствовать функциональность редактора стека для учета таких "мелочей". Однако, точно такой же Stackup Editor используется и в HyperLynx (!) - системе для анализа целостности сигналов. Понятно, что параметры линии передачи там можно редактировать вручную, но ведь посттопологический анализ просто обязан использовать данные уже разработанной платы, иначе все это теряет всякий смысл. Кстати говоря, призводители зачастую присылают на согласование стек платы с расчетами, сделанными именно в Polar Si9000.

[fill]

Alexer
Разброс параметров диэлектрических материалов, разумеется, существует, но к обсуждаемому вопросу это отношения не имеет. Меня смущает вполне конкретная проблема, описанная выше - довольно существенная разница в цифрах, при одних и тех же входных данных. Это раздражает и сбивает с толку. При этом для компании, которая позиционирует сама себя, как EDA technology leader, я думаю, не должно составить ни малейшего труда усовершенствовать функциональность редактора стека для учета таких "мелочей". Однако, точно такой же Stackup Editor используется и в HyperLynx (!) - системе для анализа целостности сигналов. Понятно, что параметры линии передачи там можно редактировать вручную, но ведь посттопологический анализ просто обязан использовать данные уже разработанной платы, иначе все это теряет всякий смысл. Кстати говоря, призводители зачастую присылают на согласование стек платы с расчетами, сделанными именно в Polar Si9000.

Где Вы видите одни и те же данные? Вы фактически вводите разные данные, т.к. конечное расстояние между слоями металла получается разное (разница на 18%).
Если Вы считаете что слой металла "впаяется" внутрь слоя диэлектрика (как это считается в выбранном вами шаблоне Polar) так и встройте его в диэлектрик в Stackup Editor (уменьшите толщину этого слоя диэлектрика на толщину слоя металла). В Stackup Editor толщина диэлектрика меряется в месте где есть металл, а не там где дырка в металле.
Для моделирования нам нужны конечные получившиеся расстояния (зазоры, толщины), а не то каким образом они получались (впаиванием или без оного).

[Doomsday_machine]

Если Вы считаете что слой металла "впаяется" внутрь слоя диэлектрика (как это считается в выбранном вами шаблоне Polar) так и встройте его в диэлектрик в Stackup Editor (уменьшите толщину этого слоя диэлектрика на толщину слоя металла).

Александр, это не я так считаю, к сожалению/счастью. Это определяется технологией изготовления многослойных печатных плат. Структура многослойной печатной платы, как Вы очевидно знаете, формируется из фольгированных с двух сторон стеклотекстолитов (Core) и склеивающих слоев - препрегов (Prepreg) - смолистого связующего материала. На этапе прессования этих слоев, собранных в единый пакет, проводники погружаются в более "мягкие" слои препрега и пространство между проводниками заполняется смолой - это непременное условие, от качества этого заполнения зависит надежность платы.

В Stackup Editor толщина диэлектрика меряется в месте где есть металл, а не там где дырка в металле.

Хотел было Вам возразить, но... решил в очередной раз изучить документацию (как всегда, это лучший способ разобраться). Да, действительно, вы правы. Правда, ничего никуда встраивать не надо. В отличии от Polar, в менторовском Stackup Editor задаются по сути не толщины диэлектрических слоев, а именно межслойные расстояния, уже с учетом того, что проводники "погружены" в препреги после прессования.


Более того, возвращаясь к теме, обсуждавшейся здесь ранее, пресловутая галочка Calculate Er For Metal Layers From Surrounding Dielectrics позволяет в "полной" мере учесть наличие диэлектрической среды вокруг проводников.

С учетом новых "знаний" пересчитал импедансы для двух случаев, о которых писал выше.


При расчете в Polar для Microstrip, необходимо увеличить толщину одного из диэлектриков на значение толщины проводящего слоя SIGNAL_2, наличие которого в шаблоне Polar не учтено. Так что, спасибо за разъяснения и извините за излишнюю вспыльчивость . Однако, ввиду наличия такой тонкости в задании параметров, следует воздерживаться от передачи производителю информации о стеке платы непосредственно из Stackup Editor, лучше всего рисовать подробную картинку с отдельным указанием межслойных расстояний и выбранных толщин диэлектриков.

[cioma]

Это не может не радовать, что чтение документации помогло

Что касается отправки стекапа на производство, то тут все зависит от Вашего подхода.
Можно задавать конкретные номера препрегов и ядер, можно даже задавать конкретный материал конкретного производителя. В этом случае серьезно ограничивается производитель поаты, возрастает цена, но есть бОльшая гарантия получения именно того, то Вам нужно.

С другой стороны, можно задавать конечные толщины в плате и "стандартный" тип материала (например, FR4). Учитывая уйму допусков на все (значение диэлектрической проницаемости, конечные толщины слоев, наличие неоднородностей в диэлектрике, ширины трасс итп) не имеет смысла ограничивать выбор производителя плат. Просто нужно понимать, что, например, конечный импеданс трасс будет варьироваться в пределах +/- 10%

[Frederic]

не могу понять почему значение волнового различно для слоя ТОР и L3 ?
стэк то симметричный

Эскизы прикрепленных изображений

 

[virtual9900]

Толщина фольги отличается.

[Frederic]

Толщина фольги отличается.

подкорректировал стэк
и к сожалению ответ не верен

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Serg812]

не могу понять почему значение волнового различно для слоя ТОР и L3 ?
стэк то симметричный

Ну так на TOP получился микрополосок, а для L3 - полосковая линия. Разные структуры распределения волн, разные формулы.

[svoip]

подкорректировал стэк
и к сожалению ответ не верен

Может потому что диэлектрики вокруг каждого слоя разные, возле 1-ого слоя диэлектрик и маска (воздух), возле 3-его - два диэлектрика. Да и сама структура разная для этих слоёв.

Сообщение отредактировал svoip - May 27 2014, 03:49

[virtual9900]

Serg812 прав.
Сразу не заметил, что слой L3 размещен между двух плейнов