Толщина металлизации печатных плат, На что влияет в микрополосковой линии? Опции

[Stefan1]

Добрый день.

Подскажите пожалуйста, на что влияет толщина металлизации печатных плат в микрополосковой линии (надежность, теплоустойчивость и т.д.)?
По расчету в программах типа TXLINE на электрические свойства почти не влияет.

[Prostograf]

Добрый день.

Подскажите пожалуйста, на что влияет толщина металлизации печатных плат в микрополосковой линии (надежность, теплоустойчивость и т.д.)?
По расчету в программах типа TXLINE на электрические свойства почти не влияет.

Тут все просто. Первое, в микрополосковых линиях толщина меди 18 мкм или 35 мкм ни на что не влияет, ни на 50 Ом, ни на потери.
разница доли процента.

Но медь имеет свойство окисляться и чтобы защитить ее от окисления плату покрывают финишным покрытием. Несколько вариантов, оловом, иммерсионным серебром или иммерсионное золото. Без финишного покрытия платы не делают.

И здесь начинается интересное. До 2 ГГц в принципе все равно какое финишное покрытие. А вот после 2 Гц становится критично и чем выше частота тем сильнее влияние финишного покрытия. Олово и золото дают большие потери на высоких частотах. Олово потому что проводимость хуже чем у меди, а золото, потому что наносится на подслой никеля. ну то есть сначала 5 мкм никеля, а затем 0.1 мкм золото. А никель очень плохо для проводимости.

Это вам и пытались объяснить.

На самом деле до 3 ГГц можно не парится с толщиной и финишным покрытием платы.

Ах да, чем толще медь тем микрополосковая линия сильнее отличается от прямоугольника. Любой проводник из-за неравномерности протрава имеет трапецеидальный вид. На самом деле это все сказывается на высоких частотах (выше 4 ГГц) при расчетах фильтров. А при расчете 50 ОМ линия скажется слабо 0.1-1 % погрешности.

И кстати, ток в микрополосковой лини течет по всей поверхности. Это заблуждение, что весь ток течет по поверхности меди над диэлектриком. Поле, если посчитать в НFSS распространяется не только в диэлектрике, но и в воздухе над проводником.

[Redcrusader]

Мое ИМХО тоже, чем толще микрополосок (35 мкм > 18 мкм), тем сильнее влияет подтрав краев микрополоска. При желании ЭТО надо учитывать.
Ну, и конечно, от тока который течет по проводнику. При этом надо брать не 1 толщину скин слоя, а 3...4 толщины!

И кстати, ток в микрополосковой лини течет по всей поверхности. Это заблуждение, что весь ток течет по поверхности меди над диэлектриком. Поле, если посчитать в НFSS распространяется не только в диэлектрике, но и в воздухе над проводником.

Здесь можно поспорить!
Основная концентрация поля между "землёй" и нижней стороной микрополоска. Там и тока течет больше. Верхняя сторона микрополоска будет влиять только на потери. А т.к. там ток гораздо меньше, то и потери будут меньше (можно не учитывать).
Только у меня остается вопрос, "нафиг" покрывать микрополосок серебром-золотом, если ток течет по внутренней стороне микрополоска?
Только для красоты!

Варианты: для Заказчика; чтобы потом паять что-то сверху было легче через N-лет; ......

А реально, можно в НFSS и т.д. "поиграться" с разными покрытиями и посмотреть.
Все Калькуляторы считают по эмпирическим формулам, которые экспериментально были выведены в прошлом веке. Думаю, что с покрытием там сильно не заморачивались. Покрытие брали которое теоретически считали лучшим.

[Aner]

...
Здесь можно поспорить!
Основная концентрация поля между "землёй" и нижней стороной микрополоска. Там и тока течет больше. Верхняя сторона микрополоска будет влиять только на потери. А т.к. там ток гораздо меньше, то и потери будут меньше (можно не учитывать).
...

Думаю таки заблуждаетесь. На нижней стороне микрополоска тока не течет больше. С чего бы? Из-за концентрации силовых линий эм поля, нет. Если считать как вы, то получается, что по нижней стороне микрополоска, там где эпсилон под ~4, скорость распростанения должна быть ниже почти в два раза, чем на поверхности. Чего не наблюдаем. Диэлектрик вытакливает протекание тока на границу раздела, там где эпсилон минимальный. Как думаете (если не знаете, загуглите для ликбеза) почему требуют соблюдать жоще правила 3W на топ/боттоме для микрополосков, чем на внутренних слоях платы? Да и просто поиграйтесь с калькуляторами Si8000, Si9000 увидите разницу для микрополоска для внутренних слоёв, внешних слоёв. Там в расчете два эпсилона для внешнего слоя, для внутренних один.

[uve]

Думаю таки заблуждаетесь. На нижней стороне микрополоска тока не течет больше. С чего бы?

Если провести моделирование полоска в HFSS и вывести картину магнитуды поверхностных токов. То видно что на внутренней стороне полоска величина магнитуды примерно на порядок больше, чем на внешней стороне полоска. На внешней стороне токи сосредоточены только на краях линии.

[Prostograf]

Если провести моделирование полоска в HFSS и вывести картину магнитуды поверхностных токов. То видно что на внутренней стороне полоска величина магнитуды примерно на порядок больше, чем на внешней стороне полоска. На внешней стороне токи сосредоточены только на краях линии.

Господа, моделирование это конечно хорошо. Но из опыта. Если промерять 50 Ом микрополосок до частоты 18 ГГц, то покрытый полосок иммерсионным серебром, на частоте 18 ГГц даст меньше потерь на 1.5-2.5 дб ( а то и больше, уже не помню) , чем покрытый иммерсионным золотом. А в расчетах фильтров выше 4 ГГц вообще даст разные АЧХ.
По этому поводу есть разные статьи. Если дойдут руки, то выложу ссылку или название.

[Herasim]

.... А в расчетах фильтров выше 4 ГГц вообще даст разные АЧХ.
По этому поводу есть разные статьи. Если дойдут руки, то выложу ссылку или название.

Если можно подробнее про покрытия применительно к полосковым фильтрам выше 4 ГГц.
Спасибо

[Prostograf]

Если можно подробнее про покрытия применительно к полосковым фильтрам выше 4 ГГц.
Спасибо

Подробнее. В свое время рассчитывал фильтр широкополосный 4-8 ГГц. Рассчитал в HFSS, вырезали мне макет на лазерном станке, точности плохие, но все же я его промерил, смотрю очень похоже на то что насчитал. Заказываю платы в резоните с иммерсионным золочением. Промеряю их и вижу во-первых, перепад АЧХ от 4 до 8 ГГц 3 дб, против 1.5 дб в макете. И АЧХ имеет не ровную линию в полосе, а какая то изрезанная, в полосе пропускание АЧХ прыгает 2-3 дб (такое ощущение, что какие то резонансы не понятные в полосе), чего на макете не было. Ну решил я, что фильтр этот сделать не смогу. Через год натыкаюсь на статью, где сравниваются полоски с разным покрытием. И о боже, вижу, что потери на золоте больше, более того на микрополоске в районе 4 Гц есть еще какой-то резонансик не большой. Ну то есть идет s21 ровненькой линией и тут оп увеличение потерь на 1 дб, а затем опять восстанавливается и также идет ровненькой линией.
Я тогда беру свой фильтр, заказываю платку на иммерсионном серебре и все сходится с расчетом. Более того закладываю в HFSS над медью слой никеля 5 мкм и фильтр на золоте, который я промерял раньше, полностью совпадает с расчетом.

Ну и конечно, это критично для широкополосных фильтров, для узкополосных при разных покрытиях вы разныу АЧХ не получите, просто потери больше будут на золдоте.