Cálculo de impedancia dependiente de la frecuencia para microstrip

Necesito una pista. Estoy atascado en el cálculo de la impedancia de la capa exterior para el diseño de alta velocidad. Otros diseñadores de PCB enrutan pistas de alta velocidad en las capas internas debido al espesor de recubrimiento no controlado en las capas externas, lo que provoca una variación de la impedancia. Profundicé más y salté a la teoría, pero no puedo averiguar si el grosor es importante (en el caso: profundidad de la piel <grosor de la microtira)?

apilamiento:

  • cobre 36um
  • sustrato 100um
  • cobre 17um (plano)
  • ...

Por ejemplo, a una frecuencia de 2 GHz, la profundidad del efecto de piel será ~ 1.41 m metro

¿Qué espesor de cobre se debe usar para los cálculos de impedancia? 36 m metro o 1.41 m metro ?

Respuestas (2)

La profundidad de la piel realmente no tiene mucho que ver, si es que tiene algo, con la impedancia. Simplemente define un mecanismo de pérdida. Tenga en cuenta que con una pista más gruesa, tendrá un poco menos de pérdidas por efecto de piel debido a una superficie más grande para la pista.

La impedancia de microstrip es inversamente proporcional al grosor de la pista de la señal, pero la diferencia para 0,5 oz de cobre y 1 oz de cobre es bastante pequeña, y definitivamente más pequeña que la variación de impedancia del 10 % que la mayoría de los fabricantes garantizarán.

A menudo uso capas superficiales para algunas señales de alta velocidad, ya que hay una pérdida de absorción dieléctrica marginalmente menor ya que la velocidad de la señal es un poco más rápida (debido a que la constante dieléctrica efectiva es más baja ya que la mitad de la señal está en el aire, no FR-4 ).

Las capas superficiales normalmente se enchapan con espesores de hasta 1 oz o, a veces, 2 oz. Hable con su proveedor de PCB para averiguar qué hacen normalmente.

Su acumulación parece normal para un revestimiento de 1 onza en la superficie y un espesor plano de cobre de 0,5 onzas.

36um. La impedancia es SQRT (L/C). Y con el sustrato delgado, el grosor juega un papel importante para la capacitancia, como puede imaginar.

Si desea más precisión, la impedancia característica (ver también Wikipedia ) se define como:

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La L y la C que entiendes (y puedes ver cómo eso se vuelve dependiente de la frecuencia a través del multiplicador jw). La R viene dada por la resistencia de CC más la pérdida por efecto pelicular y depende de la frecuencia y G viene dada por la pérdida dieléctrica (también dependiente de la frecuencia).

Observe que el efecto pelicular disminuye con el ancho de la traza y la pérdida dieléctrica aumenta con el ancho de la traza.

Cuando hable sobre la pérdida del efecto de piel, también tenga en cuenta que para frecuencias más altas, la pérdida del efecto de piel también aumenta debido a la aspereza de la superficie... y esto se vuelve muy difícil de calcular... por lo que su mejor opción puede ser medir el efecto. Esto normalmente es solo un problema un poco por encima de 2 GHz.

pero los resultados de SQRT(L/C) dependen del valor C, la capacidad depende de los detalles del conductor y el conductor depende de la profundidad de la piel, que depende de la frecuencia. ¿Suena lógico, o no?
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