Предыстория вопроса следующая.
На плате помимо СВЧ-компонентов (2.8-3.5ГГц и 400МГц), находится много цифровых схем с кучей питаний. Всё уложилось в 10 слоёв. Планируем использовать в качестве материала платы FR-4. Мощности не большие - порядка нескольких dBm, СВЧ трассы короткие - не более 2 см. Согласование проводников сделать хочется качественней. Вопросы при этом возникли следующие:

1. Характеристики FR-4 на частотах 400МГц и 2.8 - 3.5ГГц. - диэлектрическая пронициаимость и тангенс угла потерь (последний интересует мало, т.к. как я понял при расчёте волнового сопротивления не учитывается, но всё таки интересно).
2. Какие нужно учитывать особенности при изготовлении диэлектрических прослоек - Er препрегов и ламинатов, умеьшение толщин при пресовании, утолщение проводников после металлизации и т.п.
3. Посоветуйте какой-нибудь распространённый ламинат, который можно указать при заказе (в Резоните пока ничего не посоветовали - сказали что FR-4 у них стандвртный и всё).
4. На что нужно обратить внимание при заказе платы с нужным импедансом проводников.

Заранее благодарен.

диэлектрическая пронициаимость 4.5
тангенс угла потерь 0.01

Результаты измерения и моделирования 50-го микрополоска на "стандартном" FR4 (0,5 мм) при указанных выше параметрах, может пригодится)
Пожалуй для задачи согласования, такой точности вполне достаточно.

Хотел бы напомнить фразу: "Доверяй (производителю, дистрибьютору), НО ПРОВЕРЯЙ".
Так мы столкнулись с тем, что купив ламинат фирмы Rogers - RT5880 (толщиной 1,575 мм, 3,175 мм), имеем его диэлектрическую проницаемость 2,58±0,01, тангенс угла потерь 0,0067±0,0010 (на 10 ГГц). Испытания проводились на базе Томского государственного университета. Производителем же заявлены параметры данного ламината - диэлектрическая проницаемость 2,2±0,02, тангенс угла потерь 0,0004-0,0009.
Может быть для кого то такое различие в параметрах не критично, но для нас оказалось существенным.
По поводу нанесения металлизации. Не стоит дополнительно осаждать медь, серебро. Только не забудьте про 4-5 скин-слоя.
Всего хорошего.

Могу пожелать удачи... FR-4 выше гигагерца стараюсь вообще не использовать. Особенно в приемных устройствах. Но, не зная Вашей конкретной задачи, советовать что-либо не буду. Напомню только, что кроме вражьих (и весьма дорогих) Роджера и Теконикса, есть еще ФЛАН и ФАФ. "Молдавизолит" то и другое производит. Но, кажется, не препеги, а только двухсторонний ламинат.

Вы проводили измерения на 10 ГГц, а приведенные параметры к какой частоте относятся? Обычно, у нас по крайней мере, тангенс на 1 ГГц приводят. И сравнивать в этом случае нечего.

А Вы не пробовали предъявить претензии (вместе с методикой своих измерений и результатами) Rogers'су?

Тезис первый - диалектрическая проницаемость зависит от частоты (кроме температуры и влажности). Посмотрите Chart 2 файла по ссылке:
http://www.circuitexpress.com/printed-boar...4000_Series.pdf
Т.е. к 3 ГГц диэлектрическая проницаемость теряет около 10 процентов. Поэтому, если номинально 4,5 (обычно это для 1 МГц), то к 3 ГГц это все же ближе 4. Так широко используемы препрег ISOLA FR402 согласно данным производителя на 1 МГц - 4.7, на 1 ГГц - 4.25, дальше не специфицирует. А тангенс потерь опять же по данным ISOLA 1 МГц - 0.0025, 1 ГГц - 0.0016.
Именно зависимость Е от частоты сильно осложняет использование ФР-4 в СВЧ.
Я в своих расчетах на 3 ГГц обычно использую 4...4,1, на практике с препрегом который использует наш производитель ПП это согласуется, но не гарантирует что у других тоже.
Так пример ФНЧ фильтра до 2150 МГц с стоп-бэнд 2670 МГц -65 дБ на 4-х слойки неплохо получился, потребовалась только одна ревизия чтоб довести АЧХ.
Насчет проподников. Это лично мое мнение, я рассуждаю так, но могу ошибаться. При классическом изготовлении платы по шаблону наносится защитный слой на плату и она травится. При травлении проводник подтравливается чуть больше, т.к. сверху защищает защитный слой, а сбоку нет. На сколько она подтравливается, вопрос второй. Если за время травление вытравливается слой меди, то и подтравливание можно сравнить со слоем меди. Т.е. я считаю что после производства проводник будет уже с каждой стороны на толщину меди, т.е. это 18 мкм или 35 мкм в зависимости от материала.

Ламинат RT/Duroid 5880 нами был куплен осенью 2007 года. В сентябре 2008 года из ТГУ (г. Томск) получен протокол проведения квалификационных испытаний. Фирма-дистрибьютор предоставляет покупателю 6-ти месячную гарантию на материал.
И все же отправили дистрибьютору методику проведения измерений. Ответа от них пока нет. Честно говоря, я сомневаюсь, что ответят.

Кроме того, испытанию подверглись ламинаты RO4003C, RT/Duroid 6006. Так вот измеренное значение диэлектрической проницаемости RT/Duroid 6006 равно 10,02 – 10,22, измеренный тангенс угла диэлектрических потерь 0,0126 – 0,0138. Параметры, заявленные производителем - диэлектрическая проницаемость 6 – 6,30, тангенс угла диэлектрических потерь 0027. Измерения параметров проводились на частоте 10 ГГц. Полагаю, что дистрибьютор подсунул нам не RT/Duroid 6006, а RT/Duroid 6010LM. Или же производитель безответственно маркирует свою продукцию, направляя в Россию.




См. данные из нижеприведённого рисунка. Что означает сокращение spec. мне неизвестно. Могу только догадываться.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Прощу прощения у автора темы если высказываюсь не по теме.

Исходя из своего опыта разработки полупроводниковых устройств СВЧ , могу сказать следующее. Ставить на одной плате цифровое управление и СВЧ такого диапазона - крайне не рекомендую. Работая на 8-12 ГГц, использовал FR-4 толщиной 0,8 мм , измеренная отнсительная диэлектрическая проницаемость в этом диапазоне- 4,45. Как показал опыт, если система СВЧ не имеет полной гальванической развязки(включая раздельные земли) , то в спектре полезного сигнала присуствуют ВСЕ тактовые частоты цифровой части и их интермодуляционные компоненты... Надежнее всего Вам будет выполнить блок СВЧ на отдельной двухслойной плате с собоственным экраном с полностью земляным нижним слоем и толщиной не более0,8 мм (в этом случае свя СВЧ энергия сосредоточена под полоском и практически не излучается в свободное пространство). Для расчета полосковых линий передачи Вам может быть полезная достоточно простая программа AppCAD от Agilent Technologies.

По поводу RO4003C могу сказать что в даташите на материал производитель приводит 2 значения диэлектрической проницаемости:
3,38 (измеренная по методу IPC-TM-650 2.5.5.5) и 3,55 (IPC-TM-650 2.5.5.6). Отличная от спецификаций методика измерения может дать отличный результат.

Путем экспериментов выяснили что при расчете в awr design env правильной является цифра 3,55 (о чем и написано в даташите)

В старом даташите на RO4ххх цифры рекомендованные для расчета отсутствуют.

Ну это вы немного обманываете. В лучшем случае тангенс 0.02 на 1ГГц.


Многие производители, после того как им отправляешь гербер и указываешь для каких проводников нужен контроль импеданса делают подготовку и сообщают, какие у них получаются сопротивления. Но, опять-таки, на 1ГГц.

Я немного в курсе данной проблемы.

Ваш запрос отправлялся в роджерс и они сказали, что никакой ошибки с параметрами быть не может, так как у них измерения проводятся по строго определенным методикам, и у них вызывает сомнение качество измерений, выполненное в Томске.

Я был на роджеровском на производстве, и подтверждаю, что напортачить там очень сложно.

Тем не менее, я допускаю, что в Томске не ошиблись, а несоответствие в параметрах связано тем, что листы банально перепутали. Выход только один, отправлять бельгийцам конкретные образцы материалов, исследованных в лаборатории. На самих листах маркировка отсутствует, листы приходят в упаковках, при заказе малых партий в упаковку кладут листы разного типа, отделяют друг от друга и вкладывают сертификаты. Избегать подобного влияния человеческого фактора можно только заказывая крупную патрию материала в заводской упаковке, которая вылазит на выходе автоматической линии и которую не коснулись шаловливые ручки. Сам лично наблюдал, как в Москве за листами 9х18 дюймов приезжали тети с авоськами в сеточку.

Ответ роджерса был. Почему он к вам не попал, разговор отдельный. Присланного им маленького кусочка материала не хватило для проведения измерений методом микрополосковых линий, поэтому они пытались другими способами отгадать 6006 это или 6010. Визуально и еще каким-то методом, подозреваю проверкой плотности, они подтвердили, что образец именно 6006. Проверка логистики показала, что поставлен был также правильный 6006 из партии, которая имела эпсилон заявленную шестерку. Говорят, вы неправильно меряете.

IPC-TM-650 TEST METHODS MANUAL подтверждаю получил.
Прошу прошения, но практически любая методика измерений эпсилон не даст такого существенного отличия. Данные заявления основываются только на томских измерениях (сами не проверяли; проверяли только RT5880).
Партия ламинатов была не такой уж и маленькой.
Маркировку кто наносит на ламинат?
Причём тут тети с авоськами в сеточку? Дистрибьютор должен позаботиться об исключении ошибок.

Могу подтвердить, что цифра 4...4,1 наиболее близка к реальности в диапазоне 2,45ГГц для FR-4. В свое время, для приемо-передатчика в диапазоне 2450МГц, использовали 4,1..4,3(при расчетах в MWOffice). Это сходилось с практикой в мелкой серии(около 200шт)-повторяемость была отличная. Мощность - в районе 23-25дбмВт. С чувствительностью также проблем не было.




У нас обошлось без гальванической развязки, и все работало. И как раз, по-моему опыту, лучше, если было бы расположено в одной плоскости на одной подложке GND, непорезанной на отдельные полигоны. Мой опыт и "Буржуйские" серийные изделия в диапазонах 1800-1900 МГц(DECT-радиоудлинители) это также подтверждают. Те, кто побогаче, для большего эффекта, могут позволить себе литые или штампованные экраны по контуру СВЧ модулей (для отделения цифры от собственно радиотракта). Уточняю: приемопередатчик работал с временным разделением.

to Jack_11502

интересно, получили ли Вы какой-нибудь ответ на запрос по ламинатам?

У нас тоже проблемы, только с RT/Duroid 6010LM (Er tolerance)...

Проблема, я считаю, не решена (см. 1 страницу). Характеристики нашего устройства вписываются в допустимые рамки. Поэтому претензии к Rogers были не настойчивы. Но, по-хорошему, надо было это дело расследовать до конца, дабы добится истины. Не исключаю, что разные методики дают существенные различия в измеренных значениях. Только кому нужны такие методики.

Какое у Вас отклонение Er у ламината RT/Duroid 6010LM?

Характеристики наших тоже вписываются, но после настройки.

Заявленная величина 10.2 (отклонение 0.25) Полученная величина 11.4 (Получено косвенным путём (разница в задержке сигнала))