Hallo,
ich bin dabei, mir Gedanken über mein erstes HF-Layout zu machen. Was
ich mir bis jetzt auf diversen Internetseiten zusammengereimt habe,
führte zu meiner auf dem Bild dargestellten Vorstellung des
Lagenaufbaus.
Um ein definiertes Epsilon R zu haben, möchte ich das Material Rogers
RO4003C verwenden.
1.) Im Datenblatt des Materials gibt es zwei Angaben zum Epsilon R:
Dielectric Constant, εr (Process specification) 3.38 ± 0.05
Dielectric Constant, εr (Recommended for use in circuit design) 3.55
Jetzt frag ich mich, mit welchem Wert ich die Streifenleitungsbreite der
HF-Leitungen berechnen soll. Warum überhaupt zwei Angaben?
2.) Im Lagenaufbau benötige ich eigentlich nur für die Top-Lage das
Rogers-Material. Der untere core kann aus Kostengründen Stadard FR4
sein. Ist das üblich oder ist unsymmetrisch verwendetes Material
problematisch bzw. teurer?
3.) Fehlen bei dem skizzierten Lagenaufbau noch irgendwelche wichtigen
Angaben?
Als nächstes möchte ich mir Gedanken über die Leitungsbreite der
Versorgungsbahnen und niederfrequenten Signalleitungen Gedanken machen.
Danach geht's an die HF-Leitungen
Ich werde wahrscheinlich Grounded Coplanar Leitungen für die HF-Pfade
verwenden, was dann zu der Frage nach einem geeigneten Verhältnis
zwischen Leitungsbreite und Abstand zu den Masseflächen führt.
Ich hoffe, dass das was ich da mache vernünftig ist daher bitte ich euch
um zahlreiche Kommentare.
Viele Grüße
Simon
Hallo,
> 1.) Im Datenblatt des Materials gibt es zwei Angaben zum Epsilon R:>> Dielectric Constant, εr (Process specification) 3.38 ± 0.05> Dielectric Constant, εr (Recommended for use in circuit design) 3.55
Die Erklärung ist in der Fußnote (2) gegeben, die Beschreibt wie die
process specification gemessen wird:
Clamped stripline method can potentially lower the actual dielectric
constant due to presence of airgap. Dielectric constant in practice may
be higher than the values listed.
> Jetzt frag ich mich, mit welchem Wert ich die Streifenleitungsbreite der> HF-Leitungen berechnen soll. Warum überhaupt zwei Angaben?
Mit dem Zweiten. Das Erste ist halt die Methode wie man das Material
definiert auf seine Qualität prüft.
> 2.) Im Lagenaufbau benötige ich eigentlich nur für die Top-Lage das> Rogers-Material. Der untere core kann aus Kostengründen Stadard FR4> sein. Ist das üblich oder ist unsymmetrisch verwendetes Material> problematisch bzw. teurer?
Das ist idR. unproblematisch. Aber definitiv kann Dir das nur der
PCB-Hersteller sagen. Einfach anrufen und nachfragen. (Und vielleicht
nicht einen von denen die mit besonders günstigen Preisen werben.)
> Als nächstes möchte ich mir Gedanken über die Leitungsbreite der> Versorgungsbahnen und niederfrequenten Signalleitungen Gedanken machen.> Danach geht's an die HF-Leitungen
Ähm - Du willst keine Power- und GND Planes verwenden?
> Ich werde wahrscheinlich Grounded Coplanar Leitungen für die HF-Pfade> verwenden, was dann zu der Frage nach einem geeigneten Verhältnis> zwischen Leitungsbreite und Abstand zu den Masseflächen führt.
Wenn Du nur eine Lage Rogers verwendest ist der Abstand zur Massefläche
doch schon gegeben. Dann kannst Du nur noch mit der Leitungsbreite bzw.
dem Abstand zur Massefläche "spielen" wobei sich das eine aus dem
Anderen ergibt, wenn die Impedanz vorgegeben wird. Und wie groß Du das
dann wählst ist eine Frage der Fertigungsmöglichkeit/-toleranzen und dem
Platz den Du hast.
> Ich hoffe, dass das was ich da mache vernünftig ist daher bitte ich euch> um zahlreiche Kommentare.
Wenn Du uns noch verrätst was Du genau machen willst, können wir sicher
spezifischer Hinweise geben. Bedenke auch, dass Vias bei 6GHz schon eine
ordentliche Impedanz erzeugen und man GND-Anschlüsse nicht so ohne
weiteres mit einem Via realisieren kann.
Martin L.
Martin Laabs schrieb:
> Ähm - Du willst keine Power- und GND Planes verwenden?
Doch also ich will auf jedenfall, dass L1 eine Massefläche wird und L2
die Versorgung übernimmt. Nun wird der HF-Teil hauptsächlich mit 5V
versorgt und der NF-Teil mit 3V, 5V, -5V. Da werden also Flächen
verschiedener Potentiale verlaufen. Soll ich die Flächen durch
Masseflächen/Bahnen voneinander nochmal trennen oder reicht einfache
eine kupferfreie Bahn dazwischen?
> Wenn Du uns noch verrätst was Du genau machen willst, können wir sicher> spezifischer Hinweise geben. Bedenke auch, dass Vias bei 6GHz schon eine> ordentliche Impedanz erzeugen und man GND-Anschlüsse nicht so ohne> weiteres mit einem Via realisieren kann.
Ich layoute eine HF-Schaltung mit jeweils einem Sende- und Empfangspfad
für einmal 6 GHz und einmal 2 GHz. Ich hätte Vias in den HF-Pfaden gerne
vermieden, allerdings habe ich gemerkt, dass sich zwei Pfade kreuzen
müssen. Die Platine wird ca. 10x15 cm groß.
Ich will als Prototyp eigentlich nur 2 bis 3 Platinen fertigen lassen.
Kannst du einen PCB Hersteller empfehlen, der:
-Rogers Material verwendet
-meinen Lagenaufbau unterstützt
-HF Erfahrung besitzt
Simon
Simon schrieb:
> Doch also ich will auf jedenfall, dass L1 eine Massefläche wird und L2> die Versorgung übernimmt. Nun wird der HF-Teil hauptsächlich mit 5V> versorgt und der NF-Teil mit 3V, 5V, -5V. Da werden also Flächen> verschiedener Potentiale verlaufen. Soll ich die Flächen durch> Masseflächen/Bahnen voneinander nochmal trennen oder reicht einfache> eine kupferfreie Bahn dazwischen?
Du meinst, auf einer Ebene verschiedene (DC-) Spannungspotentiale? Eine
zusätzliche Massebahn dazwischen ist nicht nötig.
Simon schrieb:
> Ich layoute eine HF-Schaltung mit jeweils einem Sende- und Empfangspfad> für einmal 6 GHz und einmal 2 GHz. Ich hätte Vias in den HF-Pfaden gerne> vermieden, allerdings habe ich gemerkt, dass sich zwei Pfade kreuzen> müssen. Die Platine wird ca. 10x15 cm groß.
Nochmal schauen, ob es nicht doch anders geht - alles ist besser als
gekreuzte HF-Pfade. Wenn es gar nicht anders geht, musst du
sicherstellen, dass durch den Lagenwechsel keine großen Impedanzsprünge
auftreten. Auf jeden Fall beide Pfade nicht direkt übereinander kreuzen,
sondern mit Masselayer dazwischen.
Eigentlich ist das echt schlecht. HF-Vias sollten ja, was ich gelesen
habe, am besten nur in die nächste Läge gehen, also möglichst kurz sein.
Aber wegen dem Wellenwiderstand macht ja nur ein Umleiten auf Bottom
Sinn. Und da wäre es gut wenn ich statt Standard FR4 dann auch Rogers
Material hätte. Echt blöd...
> 2.) Im Lagenaufbau benötige ich eigentlich nur für die Top-Lage das> Rogers-Material. Der untere core kann aus Kostengründen Stadard FR4> sein. Ist das üblich oder ist unsymmetrisch verwendetes Material> problematisch bzw. teurer?
Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche
Wärmeausdehnungskoeffizienten, was zu "krummen" Leiterplatten nach dem
Löten führen kann. Ob das Rogers-Material sich mit Standard-FR-4
verträgt, hängt unter anderem auch mit dem verwendeten FR-4 zusammen
(FR-4 ist nicht gleich FR-4!)
Kannst Du dein Design nicht in HF-Bereiche/Platinen, die zweilagig und
Logikbereiche/Platinen, die vierlagig gefertigt werden aufteilen und
durch Steckverbinder/Kabel verbinden?
Eurocircuits kann auch FR4-Rogers gemischt. Das scheint machbar zu sein.
Ich wuerde auch alles beieinander haben wollen, und eher nicht mit
Subplatten arbeiten muessen
Fuer einen zweilagigen reinen RO4xxx Entwurf wollte Eurocircuits fast
das zweieinhalbfache der Kosten bei MultiPCB.
Fuer den vierlagigen RO4xx/FR4 gemischten Entwurf kannst Du dann wohl
einen gesalzenen Preis erwarten.
Wie willst du mit einem Abstand von 0,5mm auf eine brauchbare Impedanz
kommen? 50 Ohm wird da Essig. RTechne den Kram mal mit einem
ordentlichen Fieldsolver durch.
xxx schrieb:
> Wie willst du mit einem Abstand von 0,5mm auf eine brauchbare Impedanz> kommen? 50 Ohm wird da Essig. RTechne den Kram mal mit einem> ordentlichen Fieldsolver durch.
Huch - warum soll man mit 0.5mm starkem Material nicht zu brauchbaren
Impedanzen kommen? Für normale Microstip braucht man übrigens keinen
Fieldsolver. Die Aproximation ist für üblichen Dicke/Breite Verhältnisse
zu 1% genau. Das ist besser als man mit FEM Programmen auf Anhieb
schafft. (Weil die Portausdehnung z.B. ebenfalls die Impedanz
beeinflusst und man entsprechend über ein sehr großes Feld integrieren
muss.)
Mit einem e_r vo 3.55 wird eine 50 Ohm Microstip ca 1mm breit. Das ist
doch super weil weder zu dünn (dann greifen die Fertigungstoleranzen zu
stark durch) noch zu dick, dass man nicht sinnvoll an die Bauteile
kommt.
Aber vermutlich hat der Gast xxx nur ein bisschen laut gedacht was er
mal irgendwo aufgeschnappt hat.
Wenn der OP zweiseitig bestückt kann er den 2GHz und den 6GHz Pfad auch
auf jeweis einer Seite verlegen und vermeidet so eine Kreuzung auf einem
Layer. Ansonsten geht aber so eine Kreuzung bei 2GHz auch wenn man mit
entsprechenden Reflektionen leben kann. Zur Not muss halt ein
Dämpfungsglied rein wenn die Anpassung wichtig ist. (Wie z.B. bei SAW
Filtern)
Ich bevorzuge bei meinen Projekten aber auch die Aufsteckmodulvariante.
Ist einfacher zu testen und wenn man einen Fehler hat muss man nicht
alles neu bestücken. Aber es gibt natürlich Projekte wo die Nachteile
überwiegen.
Viele Grüße,
Martin L.
Nein. O.5mm ist ein vernuenftiger Abstand. Da hab ich mit (FR4 eps=4.6)
einer 0.5mm (20mil) breiten Bahn grad 50 Ohm. Rogers hat einen eps
zwischen 3 und bis zu 10, ist daher aehnlich.
Zu den Preisen bei eurocircuits. Das normale Leiterplattenbusiness ist
guenstig geworden weil die Volumen hoch sind. Wenn man nun mit Techniken
kommt, die ein kleines Volumen haben, kann man nicht denselben Preis
erwarten. Mit FR4 wird bei Eurocircuits alles gepoolt, da hat's hunderte
von Designs pro Tag die reinkommen. Willst du mit einer Rogersplatte
warten bis die einen A3 voll haben ?
Lagenaufbau.gif
(99 KB)
