¿Debo abrir una máscara de soldadura sobre una línea de microcinta de alta velocidad en una PCB?

Pulsos rectangulares de 1.3GHz .... ¿son datos realmente digitales? Si es y la frecuencia de reloj es de 1.3GHz, entonces la frecuencia real de la señal es de 650MHz y recomendaría que la frecuencia de preocupación sea el tercer armónico, que es de 1950MHz. En este tipo de frecuencia, me aseguraría de que tenga en cuenta el efecto de la máscara de soldadura en sus cálculos de impedancia y la deje.

Si realmente tiene pulsos rectangulares de datos analógicos y la frecuencia es de 1.3GHz, entonces trataría de preservar el quinto armónico de 6.5GHz, que está llegando a una frecuencia donde las cosas realmente importan. En este caso, diría que tal vez el microstrip no es la mejor estructura y considera la línea de banda. Si TIENE QUE usar microstrip, realice una simulación de la longitud de su línea con y sin la máscara de ataque (y con la geometría de la línea, ajuste la presencia o ausencia de la máscara de soldado) y decida con qué puede vivir. Si no puede simular, base la presencia o ausencia de la máscara de soldadura en la longitud de la línea. Para líneas largas (mayores a varios centímetros) considere la eliminación de la máscara de soldadura (aunque puede encontrar que el níquel en ENIG, si esa es su placa, es peor que la máscara de soldadura). Para líneas más cortas, la máscara de soldadura está bien.

Un par de otras cosas ... ¿por cuánto tiempo es esta micro-excursión? menos de una pulgada ... menos de varias pulgadas ... ¿más de 30 pulgadas? Tengo placas con más de 70 pulgadas de microstrip con contenido de frecuencia de 15 GHz. Quito soldermask, y hago estañado. El níquel en ENIG (y, obviamente, cualquier otro revestimiento con una barrera de níquel) causa una pérdida de frecuencia alta significativa en estas longitudes largas. Tengo muchos otros diseños en frecuencias similares pero con longitudes de línea de menos de 3 pulgadas donde la máscara de soldadura e incluso la máscara sobre ENIG tienen una integridad de señal perfectamente buena (siempre que la geometría sea correcta para la presencia de máscara).

Tengo menos de un año en un diseño de PCB de alta frecuencia. Por lo tanto, a continuación no se encuentra mi respuesta, pero se aconseja desde tres fuentes diferentes.

Fuente 1. Un amigo mío con una experiencia de microondas más larga que mi edad

Opción 1: haga una abertura sobre la parte superior del rastro, cúbralo con oro de inmersión.

Mi nota: Sé que ENIG no es la mejor opción para señales de velocidad ultra alta, por lo que es probable que tenga en cuenta el valor de mi frecuencia (primer armónico de 650 MHz).

Opción 2: simplemente quite la máscara de soldadura sobre la parte superior de la traza ( denominada microstrip expuesta ) permitiendo el contacto directo con el aire.

Fuente 2. Mi fundición de PCB
Les pregunté cómo suelen hacer sus clientes para aplicaciones de microondas.

Respuesta: haga una abertura de máscara de soldadura estándar (ancho de trazado más alguna expansión de máscara de soldadura estándar, por ejemplo, 0,1 um cada lado). Cúbralo como lo hace con todas las demás almohadillas de contacto.

Fuente 3. Internet
Dr. Eric Bogatin " Cuando Accuracy Counts ", Printed Circuit Design & Fabricación, mayo de 2003:

  

¿Cómo cambiará Zo de una máscara soldada que cubre la superficie superior? Para el segundo orden, esperaríamos que la capacitancia aumentara y la impedancia disminuyera. Usando el SI6000 ( nota: un solucionador de campo ), encontramos que Zo disminuye en alrededor de 1 Ohm / mil de espesor de soldadura.

Hallmark Circuits, Inc. " Impedancia controlada desde la vista de los fabricantes ", Rick Norfolk, p.8

  

Recuerde que en casi todos los casos, existirá la máscara de soldadura sobre las trazas de impedancia en los diseños de microcinta ... El grosor típico de una máscara LPI sobre las trazas es de .5 mil y el valor de impedancia solo se ve afectado normalmente por 2 ohmios.

Mi resumen

Soy algo reacio a usar una microcinta expuesta debido a la oxidación del cobre.

Entonces, haga una abertura de máscara de soldadura de ancho de trazado más alguna expansión, cúbrala con ENIG (o con otro acabado de superficie si la inmersión de oro no es adecuada para su frecuencia). Calcule nuevamente la impedancia teniendo en cuenta el espesor total del metal. Obtenga el valor deseado de Z0 (ajuste el ancho de traza si es necesario).

PS1: para referencia, en mi fundición, el espesor de ENIG es de aproximadamente 4 um (4 um de níquel y 0,1 um de oro).

PS2: Según tengo entendido, el problema con la tinta de la máscara de soldadura es doble: 1) no es conforme (geometría compleja, difícil de estimar la impedancia, vea las imágenes here ), 2) su grosor no está estrechamente controlado en comparación con los acabados de superficie.

PS3: si su rastro está en una capa externa, tenga en cuenta el espesor de galvanoplastia en una calculadora de impedancia (lo mejor es ponerse en contacto con su fabricante). En mi fábrica, si uso 0.5 oz de cobre (18 um), el espesor del cobre resultante es de 45 um (-3 um de pulido de cobre, +30 um de galvanoplastia de los orificios pasantes).