saya harus membuka topeng solder melalui jalur microstrip berkecepatan tinggi dalam PCB?

Lapisan atas PCB, 50 Ohm microstrip line mentransmisikan 650 MHz / 1,3 Gbps (dikoreksi: 1,3 GHz) pulsa persegi panjang.

Untuk menjaga integritas sinyal yang baik, haruskah saya menghapus tinta topeng solder di atas jejak saya?

1.3GHz pulsa persegi panjang .... apakah ini sebenarnya data digital? Jika ya dan frekuensi clock adalah 1.3GHz maka frekuensi sebenarnya dari sinyal adalah 650MHz dan saya akan merekomendasikan frekuensi yang menjadi harmonik ke-3 yaitu 1950MHz. Pada frekuensi seperti ini saya hanya akan memastikan bahwa Anda memperhitungkan efek dari soldermask dalam perhitungan impedansi Anda dan meninggalkannya.

Jika Anda benar-benar memiliki pulsa analog data persegi panjang dan frekuensinya 1.3GHz maka saya akan mencoba untuk melestarikan harmonik ke-5 dari 6.5GHz, yang semakin ke frekuensi di mana hal-hal benar-benar penting. Dalam hal ini saya akan mengatakan mungkin microstrip bukan struktur terbaik dan pertimbangkan stripline. Jika Anda HARUS menggunakan microstrip maka lakukan beberapa simulasi untuk panjang baris Anda dengan dan tanpa soldermask (dan dengan geometri garis sesuaikan dengan ada atau tidaknya soldermask) dan tentukan apa yang bisa Anda jalani. Jika Anda tidak dapat mensimulasikan maka mendasarkan ada atau tidaknya soldermask pada panjang garis. Untuk garis yang panjang (lebih dari beberapa inci) pertimbangkan untuk melepas soldermask (meskipun Anda mungkin menemukan bahwa nikel dalam ENIG, jika itu adalah pelapisan Anda, lebih buruk daripada soldermask). Untuk garis yang lebih pendek, soldermask baik-baik saja.

Beberapa hal lainnya ... berapa lama microstrip ini? kurang dari satu inci ... kurang dari beberapa inci ... lebih dari 30 inci? Saya memiliki papan dengan microstrip lebih dari 70 inci dengan konten frekuensi 15GHz. Saya menghapus soldermask, dan melakukan pelapisan timah. Nikel dalam ENIG (dan, tentu saja, pelapisan lainnya dengan penghalang nikel) menyebabkan kehilangan frekuensi tinggi yang signifikan pada panjang-panjang ini. Saya punya banyak desain lain pada frekuensi yang sama tetapi dengan panjang garis kurang dari 3 inci di mana soldermask dan bahkan topeng di atas ENIG memiliki integritas sinyal yang sangat baik (selama geometri benar untuk keberadaan topeng).

Saya kurang dari setahun dalam desain PCB frekuensi tinggi. Jadi di bawah ini bukan jawaban saya tetapi saran dari tiga sumber berbeda.

Sumber 1. Seorang teman saya dengan pengalaman microwave lebih lama dari usia saya

Opsi 1: buat lubang di bagian atas jejak, lapisi dengan emas imersi.

Catatan saya: Saya tahu ENIG bukan pilihan terbaik untuk sinyal berkecepatan sangat tinggi, jadi mungkin dia menghitung nilai frekuensi saya (harmonik pertama 650 MHz).

Opsi 2: cukup lepaskan topeng solder dari atas jejak ( disebut microstrip terbuka ) yang memungkinkan kontak langsung dengan udara.

Sumber 2. Pengecoran PCB
saya Saya bertanya kepada mereka bagaimana cara pelanggan biasanya melakukan aplikasi gelombang mikro.

Respons: buat bukaan topeng solder standar (lebar jejak ditambah beberapa ekspansi masker solder standar, katakan 0,1 um setiap sisi). Lapisi saat Anda melapisi semua bantalan kontak lainnya.

Sumber 3. Internet
Dr. Eric Bogatin " When Accuracy Counts ", Printed Circuit Design & Manufacture, Mei 2003:

Bagaimana Zo akan berubah dari soldermask yang melapisi permukaan atas? Untuk urutan kedua, kita akan mengharapkan kapasitansi meningkat dan impedansi berkurang. Menggunakan SI6000 ( catatan: pemecah bidang ), kami menemukan Zo berkurang sekitar 1 Ohm / mil dari ketebalan soldermask.

Hallmark Circuits, Inc. " Impedansi yang dikendalikan dari tampilan perakit ", Rick Norfolk, hal.8

Ingat bahwa soldermask, dalam hampir semua kasus, akan ada di atas jejak impedansi pada desain microstrip ... Ketebalan khas LPI mask di atas jejak adalah 0,5 mil dan nilai impedansi hanya dipengaruhi secara khas oleh 2 ohm.

Ringkasan saya

Saya agak enggan menggunakan microstrip yang terpapar karena oksidasi tembaga.

Jadi, buatlah topeng solder yang membuka lebar jejak ditambah beberapa ekspansi, lapisi dengan ENIG (atau dengan finishing permukaan lain jika emas imersi tidak cocok untuk frekuensi Anda). Hitung ulang impedansi memperhitungkan total ketebalan logam. Dapatkan nilai Z0 yang diinginkan (sesuaikan lebar jejak jika perlu).

PS1: Untuk referensi, pada pengecoran saya, ketebalan ENIG adalah sekitar 4 um (4 um nikel dan 0,1 um emas).

PS2: Seperti yang saya pahami, masalah dengan tinta topeng solder adalah dua kali lipat: 1) tidak sesuai (geometri kompleks, sulit untuk memperkirakan impedansi, lihat gambar di sini ), 2) ketebalannya tidak dikontrol dengan ketat dibandingkan dengan permukaan selesai .

PS3: jika jejak Anda berada pada lapisan eksternal, gunakan ketebalan elektroplating dalam kalkulator impedansi (paling baik untuk menghubungi fab Anda). Dalam fab saya, jika saya menggunakan 0,5 oz tembaga (18 um), ketebalan tembaga yang dihasilkan adalah 45 um (-3 um pemoles tembaga, +30 um elektroplating melalui lubang).