Доброго времени суток. Изготовил плату с копланарным проводником, 4 слоя, сверху и снизу роджер 4003, толщина рождера 0.305 мм. Ширина проводника 0.45, зазор от земли по бокам 0.15. Стекап взят из даташитов на СВЧ компоненты от AD и Hittite. Длина проводника 50 мм. Замеры показали потери на 10 ГГц около 4 дБ. Решил проверить не виноваты ли разъемы и отпилил кусок платы, такой, чтобы разъемы стали почти встык и получил потери менее 0.5 дБ. Программы расчета и техдокументация на роджер говорит, что потери должны быть около 0.1 дБ на см. Т.е. выходит, что у меня потери в 10 раз больше. Вопрос, что делать. Возможно у кого-либо есть опыт работы с этим материалом?

Медь чем покрыта? Анализатором цепей пробовали? Мб фильтр получился?

1) Я не совсем, может, понимаю, что такое "слой". Что значит сверху и снизу роджер? А внутри еще тогда два каких, если это пирог (ну, один, - медь)? Или имется в виду что-то другое?
2) У Вас точно потери в линии, а не отражение из-за ошибки расчета ее волнового сопротивления? КСВ контролируете?

Измерения производились анализатором цепей. АЧХ гладкая и плавно спадающая. КСВ в пределах нормы. Это была тестовая плата для определения оптимальной ширины проводника. На ширинах 0.4 и 0.5 был хуже (но это доли дБ). Пирог имеет следующий вид земля-роджер-земля-препрег-земля-роджер-сигнальный слой. Покрытие платы - иммерсионной золото без маски.

А с какой целью гнобить землю так?

Ну предположим у меня потери для Роджера 20мм 4дБ + на 60Ггц.
Кстати, тоже многовасто. По бумагам должно быть меньше.

Такой пирог нужен, т.к. на этой плате кроме СВЧухи будет еще и управление. И сделать все нужно очень компактно, т.е. делать на лиминате и в отдельных коробочках возможности нет.



А какой у вас проводник, толщина роджера?

На 0,203 на 40ГГц 0,9дБ/см. Если правильно помню, ширина полоска 0,35, зазор 0,15мм.

И еще вопрос. Какое покрытие для меди использовать? Слышал, что иммерсионное золото не самый лучший вариант. Хотя также натыкаляся на мнение, что ток течет по поверхности меди, которая обращена к роджеру, т.е. по стороне, ближайшей к земляному слою, и, соответственно, тип покрытия вообще роли не играет.

Для 10ГГц разница несущественна для линии передачи, а так лучше покрывать серебром, на втором месте - маска паяльная, а потом уже им. золото.

Еще коэф. передачи зависит от шероховатости ( опять же для 10ГГц, думаю, зависимость не сильная, если Вы не собираетесь гнать сигнал на полметра). Можно попробовать LoPro у Роджера.

Не качественные разъемы на концах линии, согласование их могут добавить потерь прилично на 10ГГц. Ну и да эмерсионка тут во вред только.

Если у вас линия выполнена как на рисунке, то все нормально потери будут большие.

Ошибка первая. У вас одна линия земляных отверстий. соответственно остальной земляной полигон у вас это большая емкость на 10ГГц, туда львиная часть и утекает. Выход, я обычно делаю 2 линии земляных переходных отверстий с расстоянием между юбочками переходных отверстий 0.5-1 мм. Например, если это переходные отверстия диаметром 0.4 мм, то расстояние между их центрами 1.3-2 мм, в зависимости от настроения. Остальной земляной полигон тоже шпигуется переходными отверстиями но уже с большим шагом 5-7.5 мм между отверстиями.

Ошибка вторая. Для минимизации потерь необходимо покрывать серебром (чтобы соответствовало документации). Но серебро может давать дендриты со временем. Покрытие иммерсионным золотом тоже даст потери дополнительные, но не сильно большие на 10 ГГц. Точно уже не помню, ну в районе 0.2-0.3 дб на см дополнительных потерь, опять же на 10 ГГц.







Вот какие потери получились у меня на роджерсе 4350 толщиной 0.508, длина проводника 30 мм.
КСВ такой хороший потому что разьемы были подобраны оптимальные для мое компланарной линии.
У роджерса 4003 толщиной 0.3 потери должны быть чуть побольше.

4 mil thicknes
micostrip width about ~ 0.2mm

Optimazing Test Boards for 50 GHz End Launch Connectors

Вот отличнейшая статья от Southwest Microwave. Очень рекомендую почитать для общего развития. Тут и тема про количество переходных отверстий и про компенсацию неоднородностей на разъемах и вообще много чего интересного.

А вообще если делаете что то новое, особенно на новом заводе или у нового поставщика, то я рекомендую делать на пробном образце кольцевой резонатор.
Может быть у вас и не Rogers вовсе. А может с другим эпсилон.

Кошмар, Держитесь от таких советчиков подальше.

Пользуемся.
Попросил замерить при возможности, правда немного отличную топологию и роджер, и, конечно, без нижнего извращения. Самому интересно стало.

Господи, как тяжело обучать людей. Ну вот с утра лишние телодвижения заставили делать.

А вот потери для иммерсионного золочения. Только здесь плата не 30 мм, а 45 мм.

Для серебрянной платки такой же длины потери бы быле не больше 0.45 дб на 10 ГГц.

Серебро с нижней стороны медной фольги?

Нет конечно. Покрытие платы иммерсионное серебрение, другой платы иммерсионное золото.

Тогда откуда разные потери?

В микрополоске энергия сигнала идет не только по нижней стороне проводника, но и по верхней тоже. Особенно в копланарной линии. Промоделируйте линию в HFSS и посмотрите распределение поля.

Вот нашел статейку по этому вопросу там все четко описано.

HFSS нет, подставил данные из первого сообщения в Polar - разность по волновому сопротивлению между копланарной линией с нижней землей и такой же по ширине микрополосковой линией всего 10 Ом.
По вашим данным потери с золочением 0.86 дБ, а с серебром должны на 0.45 дБ меньше быть на 10 ГГц.


Потери связанные с шероховатостью фольги (нижней стороны) известны. А золото/серебро причем? Разницу 0.1 дБ в расчет не беру.

Вот это вообще не понял. Причем здесь волновое сопротивление.
Я предлагал вам посмотреть распределение поля или тока в микрополосковой 50_Ом линии (не важно какая она копланарная или просто микрополосок без боковых земель) и вы увидите, что по внешней части проводника, который обращен к воздуху тоже идет ток.

Какая плотность тока сверху и снизу? Приблизительно в %.

Я думаю 20 на 80. Когда я смотрел эти вещи мне было достаточно убедиться, что ток сверху проводника идет и он довольно значительный, это не доли процента. А значит покрытие сверху проводника должно вносить вклад в потери.
Это мое предположение 20 на 80, точно сказать не могу (может и 10 на 90, может 30 на 70).
Даже если распределение 5 на 95, то,если предположить, что все эти 5 % теряются, то в децибелах это 0.2 дб дополнительных потерь.

Допустим, где-то около. Сопротивление с окружающим пространством ~370 Ом, краевой зазор между проводником и землей ~0.15 мм дает около 20% в волновое сопротивление.

В итоге, иммерсионное покрытие и количество переходных отверстий вдоль земляных линий скорее не могут сильно сказаться на потерях, достигающих в итоге 4 дБ.

Вы хотите сказать потери уменьшатся в ~1000 раз? Ну, вот это надо очень хорошо обдумать и проверить... Кстати, это замер для микрополоска или копланара? В случае с микрополоском, верхнее покрытие должно меньше на потери влиять. Хотя на роджере может быть вклад и достаточно значительный, т.к. эпсилон невелика и поле завивается наверх в большей степени.


Распределение поля покажет, а различные потери откуда? Материал? Как Вы его учитываете при моделировании, если смогли, конечно, получить корелляцию моделей с измерениями?

Это да.
На самом деле, главное возле разъемов сделать хорошую землю. То есть на краях платы побольше переходных, чтобы с разъемов в землю не затекало. Я просто в свое время попросил студента промоделировать микрополосок, так вот он его нарисовал, как показано у автора и там очень хорошо было видно, как поле затекает в земляные полигоны. Кода сделали 2 ряда переходных отверстий этот эффект затекания поля значительно уменьшился.

Потери в 4 дб это совокупность всего. Свой вклад дают и иммерсионное золочение и то что переходных отверстий возле разъема мало. Скорее всего наибольший вклад из-за разъемов плохих и из-за плохого согласования разъема с микрополоском.

У меня там на фото на серебрянной платке несколько микрополосковых линий. Так вот потери на лучшей получились 0.3 дб на 10 ГГц, а на самой худшей 0.54 дб. Материал один и тот же. Единственное КСВ чуть похуже. Я объясняю это тем , что потери на излучение в месте соединения разъема увеличились. Может я и не прав.




Нет, расчет был чисто качественный, посмотреть как ведет себя поле в микрополоске.



Замер для копланарных линий.
По поводу микрополоска тоже так же думаю. Для микрополоска , опять же в моем понимании, затекание тока наверх проводника должно быть меньше, чем для копланара, потому что у копланарной линии поле идет не только между проводником и нижней землей, но и между боковыми землями и проводником и чем меньше зазор между проводником и боковыми землями, тем больше тока у копланара идет по верхнему слою. Опять же я могу быть и не прав.
По поводу 1000 раз не совсем понял. может я там как то плохо написал.
Там два фото измеренных S-параметров первый график это для серебреной платки длиной 30 мм, а второй для иммерсионного золочения длиной 45 мм. По маркерам видно, что для первой платы потери 0.3 дб на 10 ГГц, а для второй 0.86 дб. И чтобы корректно сравнить потери серебрянную платку надо было брать той же длиной 45 мм ( если ее удлинить то потери бы были не больше 0.45 дб) Отсюда получается, что для иммерсионного золочение потери в 2 раза по децибелам больше ( 0.45 дб против 0.86 дб).

И опять же господа, я так детально не исследовал влияние покрытия на потери в микрополоске. Вы уже задаете вопросы, которые за гранью моего понимания.
С проблемой покрытия столкнулся ( я писал это раньше в другой теме), кода проектировал широкополосные фильтры 4-8 ГГц. Там не только видно как потери на 8 ГГц увеличиваются по сравнению с 4 ГГц (то есть не хилый перекос АЧХ идет), но из-за каких-то эффектов в никеле даже АЧХ не много разваливается в некоторых типах фильтров.

И не в коем случае не агитирую здесь за использования серебрения плат. Для себя сделал вывод, что в широкополосных системах с фильтрами лучше всего использовать серебрение, а для узкополосных золочение, потому что золочение надежнее ( серебро дает дендриты).

Эта тема тут уже 3 третий раз подымается!
У меня 3-4 года назад возникла таже проблема с 4003. И тут тоже посоветовали посеребрить палту, мол в никеле под эмирсионным золотом все затухает - в топку такие советы.
Я для себя решил что причина в бракованной партии роджера. Сам стараюсь не применять 4003 толщиной 0,2 мм. - с 0,5 мм проблем не было. Также замечено что "говеный" 4003 имеет серый цвет, а "нормальный" - белый, слегка розоватый. У меня правда потери были не в 10 раз выше рассчетных, а только в 5 :-) Да кстаи, нормальный 4003 толщиной 0,2 мм я не видел никогда!
Короче, не хотите попасть - не применяйте тонкий 4003.

Может и не роджерс 4003 там был, а какая то китайская псевдо-замена раз в 10 дешевле. Тут попадались такие фокусники. После запроса паспорта, сертификата, вскрывалась подстава.
Проверять приходится часто.

В два раза болше по децибеллам это 3дБ, в нашем случае.

... "говеный" серый цвет имеет арлон обычно, но он как и FR-4 на ткани, волокнистый, то чего нет у роджерса. Может подменили?