Hi alle,
2-Lagen HF Platinen gibt's ja inzwischen bei LeitOn im Pool (wenn auch
etwas teuer).
Hat jemand schon einen Hersteller gefunden der 4-Lagen im Pool fertigt?
Anforderungen:
- Digital >12Gb/s
- Analog >10GHz
- 4-Lagen
Grüße,
Marc
Bonf schrieb:> HF Platinen gibt's ja inzwischen bei LeitOn
Was genau verstehst du denn unter HF-Platinen? Es gibt unzählige
HF-Schaltungen auf stinknormalem FR4. Ansonsten ist das eine Frage des
Layouts und nicht der Herstellung. Also was möchtest du da an besonderen
Spezifikationen?
Als es noch Antennenverstärker fürs Fernsehen gab waren die meistens aus
Pertinax (Hartpapier).
Georg
@Jörg
VIELEN DANK! Genau das habe ich gesucht
@Georg
Pertinax gibt es immer noch, ist auch bei Frequenzen <1GHz kein Problem,
aber ich brauche ja wie gesagt >10GHz. Auch höhere Frequenzen sind kein
Problem wenn man alle Leitungen extrem kurz halten kann. Sobald man aber
eine größere Platine hat bei der man viele HF ICs verbinden muss die bei
>10GHz laufen kann man nicht alle Leitungen extrem kurz halten...
Marc
Bonf schrieb:> Pertinax gibt es immer noch, ist auch bei Frequenzen <1GHz kein Problem,> aber ich brauche ja wie gesagt >10GHz
Ich wollte dir ja auch nicht Pertinax empfehlen, war nur ein Beispiel.
Aber die Frage ist weiterhin, muss es was anders sein als FR4, da sind
Daten bis 10 GHz spezifiziert.
Du kannst natürlich spezielles HF-Material bestellen, von Isola FR4HF
bis Teflon, aber das wird halt teuer bis sehr sehr teuer. Das kann man
so oder so halten, entweder auf Nummer sicher gehen und Geld spielt
keine Rolle, oder ausprobieren ob es mit "normalem" Material
funktioniert (was ich tun würde, hängt natürlich von der Stückzahl ab).
Die Lagenzahl hat wenig damit zu tun, eine echte HF-Schaltung wird
2lagig eher nicht möglich sein.
Georg
Georg schrieb:> Ich wollte dir ja auch nicht Pertinax empfehlen, war nur ein Beispiel.> Aber die Frage ist weiterhin, muss es was anders sein als FR4, da sind> Daten bis 10 GHz spezifiziert.
FR4 ist üblicherweise nur bis 7GHz spezifiziert, und wenn doch hat es
grob gesagt bei 10GHz 1dB Verlust pro Zoll. Das ist ok wenn Du direkt
vom Ausgangspin deines LNA auf den Steckverbinder gehen kannst, aber es
gibt ja noch kompliziertere Schaltungen als das. Und da ist es halt
nervig wenn man nach 7,5cm nur noch die Hälfte des Signals hat.
Ich finde es auch nicht schlimm 100-200 Euro für eine Platine
auszugeben, da die Bauteile die drauf sind meistens auch >500 Euro
kosten. Aber wenn man sich einen HF Nutzen bei einem
Leiterplattenhersteller machen läßt kostet das halt in der Regel
deutlich mehr als 1000 Euro.
Bei den Frequenzen bist du eigentlich automatisch bei Rogers Material.
Ich weiss nicht, welcher Pool Hersteller da was anbietet. 4 Lagig wird's
nochmal schwieriger, weil das Material sich nicht gut Verkleben lässt.
Die KSG macht(e zumindest vor >10 Jahren) sowas, ist aber kein Pool
Fertiger. Schnell können die trotzdem, nur ist es vermutlich nicht so
günstig.
Michael schrieb:> Hier sind die für Df und Dk nur bis 5GHZ. Heißt das das Material kann> nur bis 5GHz bei längeren Leiterbahnen verwendet werden?
nein, das heisst, dass das Material bis 5GHz spezifiziert ist. Was
darüber passiert muss man ausprobieren. Das ist aber bei FR4 nicht ganz
so simpel. Denn durch die Kett- und Schussfadenlage ändert sich ggf. die
Impedanz. Man muss also auch dies beim Routen mit beachten. (Im
simpelsten Fall routet man solche Leitungen möglichst nur 45° zur
Leiterplattenausrichtung, damit sich die Effekte aufheben.) Im
Schlimmsten Fall ziehst du ein diff pair so über die Platine, dass eine
Leitung auf einem Kettfaden verläuft und die andere genau daneben im
reinen Harzbereich. Das allein sorgt für unterschiedliche Impedanzen,
was dann wiederum für Störungen sorgt die auf jeder Platine anders sind
(Da die Gewebe auf jeder Platine etwas anders liegen können, je nachdem,
wo die Platine im Fertigernutzen lag). Rogersmaterial hat diese
Unzulänglichkeiten nicht in dem Maße, da es überall Keramisch gefüllt
ist. Deshalb nimmt man das dann für Platinen höherer Frequenzen, auch
wenn das Epsilon relativ schlechter ist als beim FR4. (Die
Signalausbreitungsgeschwindigkeit ist auf Rogers geringer als auf FR4)
Vor allem gibt es nicht "das FR4". Es gibt ein Dutzend
Laminathersteller, die unterschiedliche Produkte dieser Kategorie
fertigen. Und die HF-Eigenschaften hängen nicht nur vom Laminat ab,
sondern auch von dessen Verarbeitung.
Wenn es wirklich auf die Details der dielektrischen Eigenschaften
ankommt, dann hat man bei HF-Anwendungen auf FR4 Herstellerbindung, und
der Leiterplattenlieferant muss Änderungen in seinem Prozess anzeigen
und genehmigen lassen. Kannst Du vergessen bei Poolfertigern und bei
Projekten, wo nur alle paar Monate mal ein Fertigungslos bestellt wird.
Bei den Rogers-Materialien hast Du den Vorteil, dass hier bei der
Bestellung genau bekannt ist welches Material verwendet wird. Damit sind
die Eigenschaften auch dann reproduzierbar, wenn die Serie bei einem
anderen Hersteller gefertigt wird als der Prototyp.
Soul E. schrieb:> Wenn es wirklich auf die Details der dielektrischen Eigenschaften> ankommt, dann hat man bei HF-Anwendungen auf FR4 Herstellerbindung, und> der Leiterplattenlieferant muss Änderungen in seinem Prozess anzeigen> und genehmigen lassen. Kannst Du vergessen bei Poolfertigern und bei> Projekten, wo nur alle paar Monate mal ein Fertigungslos bestellt wird.
Schon bei Nicht-HF PCBs wird bei uns ein Lagenaufbau und dessen
Eigenschaften mit dem Hersteller abgestimmt und vertraglich festgelegt.
Im prof. Umfeld eher die Regel als die Ausnahme. Für Hobby und Pool aber
nicht denkbar.
Du kannst auch im Pool einen Lagenaufbau definieren. Sofern die das
umsetzen können ist das kein großes Problem. Die Prüfung der Machbarkeit
kostet halt einen Aufbpreis, die "unspezifizierten" Platinen welche
sonst im Pool schwimmen werden dann genommen um den Nutzen voll zu
machen, wenn das mit den 3 50x50 Mustern nicht gelingt. Spezialmaterial
wie Rogers wirst du aber nicht im Pool finden, dessen Verarbeitung,
insbesondere als ML Mit Rogers Prepreg (man kann auch FR4 Prepreg nehmen
um 2 Rogers Laminate zu verpressen) ist alles andere als einfach.
Deshalb finden sich da nur wenige am Markt die das sicher beherrschen.
Christian B. schrieb:> man kann auch FR4 Prepreg nehmen> um 2 Rogers Laminate zu verpressen
Dann hat man ein halbes HF-Laminat - das sehe ich als Murks. Es ist
übrigens auch schlecht zu berechnen wenn man Material mixt. Die meisten
Tools gehen von einheitlichem Material aus.
Georg
Georg schrieb:> Dann hat man ein halbes HF-Laminat - das sehe ich als Murks
Man kann sogar einen unsymetrischen Aufbau machen, ein Rogers Laminat
und darunter eine FR4 Platte. Das ist dann sinnvoll, wenn man nur auf
einer Lage die entsprechenden Eigenschaften benötigt und die anderen
günstiger sein sollen. Tatsächlich kannst du es als Murks sehen, nach
meiner persönlichen Erfahrung war das Mischlaminat dennoch das, was die
meissten Kunden bestellt haben, wenn sie nicht nur mit 2 lagigem Rogers
auskamen. Gerade weil es sehr teures Material ist überlegt man es sich
halt 2mal ob auch die komplette Platine daraus hergestellt werden muss
oder nicht doch eine Lage reicht.
Christian B. schrieb:> Gerade weil es sehr teures Material ist überlegt man es sich> halt 2mal ob auch die komplette Platine daraus hergestellt werden muss> oder nicht doch eine Lage reicht.
Eine Aussenlage Rogers und darauf Microstrip ist ok, wenn man damit
auskommt, aber wie berechnest du die Impedanz einer Stripline mit FR4
auf der einen und Rogers auf der anderen Seite? Abgesehen davon dass
dann der Vorteil auch nur halb so gross ist.
Georg
Ganz prinzipiell ist die 2. Lage des Rogers Materials sowieso eine
Plane, es ist halt die Bezugsfläche zur anderen Lage. D.h. pro Rogers
Laminat kannst du sowieso nur eine Strip Line Lage haben. Nun, wie
berechnet man das. Ich würde sagen mit Polar. Ich hab schon einige Zeit
nicht mehr damit gearbeitet, bin mir aber recht sicher, dass man dort
für jede Schicht im Aufbau ein entsprechendes E r angeben kann.
Nochzumal das Material hinter einer Plane vollkommen irrelevant ist für
die Impedanzberechnung.
Das führt uns zum Klassiker: 4 Lagen ML. 2 Aussenlaminate Rogers und
beide Verbunden mit einem FR4 Prepreg. Die Striplines sind auf den
Außenlagen, die I1 und I2 sind Planes. Zwischen den Planes kann man
durchaus FR4 haben, das stört nicht. Die Eigenschaften, für die man
Rogers brauch hat man dann auf den Außenlagen. Wie ich schon schrieb,
meiner Erfahrung nach ist das der Aufbau, welcher am häufigsten gebaut
wurde, jedenfalls als ich noch die Fertigung derartiger Platinen geplant
habe. Ist nun allerdings schon ein paar Monde her. Platinen komplett mit
Rogers Prepreg gab es, aber die waren sehr selten. So selten, das wir
das Prepreg dafür idR nicht vorrätig hatten, da Prepreg nicht unbegrenzt
Lagerbar ist musste das für derartige Aufträge immer erst beschafft
werden, Entsprechend ging so etwas nicht als Expressbestellung.
Christian B. schrieb:> D.h. pro Rogers> Laminat kannst du sowieso nur eine Strip Line Lage haben
Eine Stripline hat aber GND auf beiden Seiten?? Oder verwechselst du das
mit Microstrip?
Die Frage bleibt, wie berechnest du die Impedanz wenn die Leitung
einerseits mit Rogers und auf der anderen Seite mit FR4 umgeben ist.
Dass eine Stripline die elektrischen Felder nur auf der Rogers-Seite
aufbaut kannst du ja nicht einfach per Befehl bestimmen, das regelt die
Physik. Es dürfte bei unterschiedlichem Isolationsmaterial schon von
vornherein schwierig sein überhaupt zu berechnen wie sich die Felder zu
den beiden GND-Planes ausbilden. Die meisten Tools lassen nur die Angabe
eines einheitlichen Er zu, meines Wissens könnte das was du sagst nur
mit einem Field Solver möglich sein, z.B. von IBM.
Georg
Georg schrieb:> Die Frage bleibt, wie berechnest du die Impedanz wenn die Leitung> einerseits mit Rogers und auf der anderen Seite mit FR4 umgeben ist.
Üblicherweise hast Du oben die HF-Lage mit der Stripline, dann Rogers,
dann die Massefläche, dann den FR4 Core. Natürlich bildet sich auch
unterhalb der Massefläche ein Feld aus, die ist kein idealer Leiter.
Praktisch kann man das aber vernachlässigen.
> (...) Die meisten Tools lassen nur die Angabe> eines einheitlichen Er zu, meines Wissens könnte das was du sagst nur> mit einem Field Solver möglich sein, z.B. von IBM.
Für die Rechnung nimmst Du das Er zwischen Stripline und Masse.
Unterhalb der Masselage wird vernachlässigt.
Soul E. schrieb:> Üblicherweise hast Du oben die HF-Lage mit der Stripline
Du verstehst nicht: was du beschreibst ist keine Stripline sondern
Microstrip. Schau dir mal deine Software an, da gibt es beide
Möglichkeiten zur Wahl: Microstrip an der Platinenoberfläche mit GND
darunter, Stripline als Innenlage zwischen 2 GND-Planes.
Siehe Bildschirmausschnitt.
Georg
Gut dann eben Microstrip, wenns dich Glücklich macht. Polar, was ich
oben schon als Tool erwähnte, ist ein Field Solver, nur dafür gemacht.
Allerdings nicht ganz günstig, deshalb haben das auch nur Firmen, die
das wirklich brauchen, wie eben größere LP Fertiger z.B. welche auch
Rogers verarbeiten können.
Aber selbst Saturn kann mit unterschiedlichen Er rechnen. Es verbietet
dir ja niemand, den LSL als FR4 anzusehen. Allerdings sollte dann
tunlichst keine Plane mehr kommen. Das ist bei Saturn nicht vorgesehen.
Aber wie ich schon sagte, es gibt Software die das kann, oder zumindest
in meiner Erinnerung. Ich hab schon seit über 12 Jahren nicht mehr damit
gearbeitet.
Allerdings ist beides rein theoretischer Natur, denn bei GHz Signalen
gibt es weder Stripline noch Microstrips, da sehen die Strukturen dann
vollkommen anders aus, das sind dann Treppen aus Leiterzugstücken die
keine Verbindung zueinander haben oder Kreissegmente die aus einer
Leiterbahn wachsen, sowas in der Art. Mit dem reinen DC Verständnis
eines Stromkreises kommt man da nicht mehr weiter.