PCB 顶层,50 欧姆微带线,传输 650 MHz/1.3 Gbps (校正后:1.3 GHz)矩形脉冲。
为了保持良好的信号完整性,我是否应该去除走线顶部的阻焊油墨?
PCB 顶层,50 欧姆微带线,传输 650 MHz/1.3 Gbps (校正后:1.3 GHz)矩形脉冲。
为了保持良好的信号完整性,我是否应该去除走线顶部的阻焊油墨?
1.3GHz 矩形脉冲……这实际上是数字数据吗?如果是并且时钟频率为 1.3GHz,则信号的实际频率为 650MHz,我建议关注的频率为 1950MHz 的 3 次谐波。在这种频率下,我会确保您在阻抗计算中考虑阻焊层的影响并保留它。
如果您实际上有模拟数据的矩形脉冲并且频率为 1.3GHz,那么我会尝试保留 6.5GHz 的 5 次谐波,这将达到一个真正重要的频率。在这种情况下,我会说微带线可能不是最好的结构并考虑带状线。如果您必须使用微带线,那么对有无阻焊层的线路长度进行一些模拟(并根据是否存在阻焊层调整线路几何形状)并决定您可以接受什么。如果您无法模拟,则根据线路长度确定是否存在阻焊层。对于长线(大于几英寸),请考虑去除阻焊层(尽管您可能会发现 ENIG 中的镍,如果那是您的电镀,比阻焊层更差)。对于较短的线路,阻焊层很好。
其他几件事......这个微带有多长?不到一英寸……不到几英寸……超过 30 英寸?我有超过 70 英寸的微带板,频率为 15GHz。去掉阻焊层,镀锡。ENIG 中的镍(显然,任何其他带有镍屏障的镀层)在这些长长度上会导致显着的高频损耗。我有很多其他类似频率的设计,但线路长度小于 3 英寸,其中阻焊层甚至 ENIG 上的掩膜都具有非常好的信号完整性(只要几何形状对于掩膜的存在是正确的)。
我在高频PCB设计方面还不到一年。因此,以下不是我的答案,而是来自三个不同来源的建议。
来源 1. 我的一个朋友,微波经验比我的年龄长
选项1:在迹线顶部开一个开口,用沉金涂上它。
我的笔记:我知道 ENIG 不是超高速信号的最佳选择,所以他可能解释了我的频率值(650 MHz 一次谐波)。
选项 2:只需去除迹线顶部的阻焊层(称为裸露微带),允许直接接触空气。
来源 2. 我的 PCB 代工厂
,我问他们他们的客户通常如何处理微波应用。
回应:做一个标准阻焊开口(走线宽度加上一些标准阻焊扩展,比如每边 0.1 um)。涂上它,就像涂上所有其他接触垫一样。
资料来源 3. Internet
Dr. Eric Bogatin “ When Accuracy Counts ”,印刷电路设计与制造,2003 年 5 月:
Zo 将如何从覆盖顶面的阻焊层改变?到二阶,我们预计电容会增加,阻抗会降低。使用 SI6000(注意:场解算器),我们发现 Zo 减少了大约 1 Ohm / mil 的阻焊层厚度。
Hallmark Circuits, Inc. “从制造商的角度来看受控阻抗”,Rick Norfolk,第 8 页
请记住,几乎在所有情况下,阻焊层都会存在于微带设计的阻抗迹线上……迹线上的 LPI 掩膜的典型厚度为 0.5 密耳,阻抗值通常仅受 2 欧姆的影响。
我的总结
由于铜氧化,我有点不愿意使用暴露的微带线。
因此,制作一个走线宽度加上一些扩展的阻焊层开口,用 ENIG 涂上它(如果沉金不适合您的频率,则用另一种表面光洁度)。重新计算占金属总厚度的阻抗。获得所需的 Z0 值(如果需要,调整走线宽度)。
PS1:作为参考,在我的铸造厂,ENIG 的厚度约为 4 um(4 um 镍和 0.1 um 金)。
PS2:据我了解,阻焊油墨的问题有两个:1)它不是保形的(复杂的几何形状,难以估计阻抗,请参见此处的图片),2)与表面处理相比,它的厚度没有严格控制.
PS3:如果您的走线在外层上,请在阻抗计算器中计算电镀厚度(最好联系您的晶圆厂)。在我的晶圆厂中,如果我使用 0.5 盎司铜(18 微米),得到的铜厚度为 45 微米(-3 微米铜抛光,+30 微米电镀通孔)。