dois-je ouvrir un masque de soudure sur une ligne microruban à haute vitesse dans un PCB?

Couche supérieure du PCB, ligne microruban 50 Ohm transmettant des impulsions rectangulaires 650 MHz / 1,3 Gbps (corrigé: 1,3 GHz) .

Pour conserver une bonne intégrité du signal, dois-je retirer une encre de masque de soudure sur le dessus de ma trace?

Impulsions rectangulaires 1,3 GHz .... s'agit-il en fait de données numériques? Si c'est le cas et que la fréquence d'horloge est de 1,3 GHz, la fréquence réelle du signal est de 650 MHz et je recommanderais que la fréquence concernée soit la 3e harmonique, qui est de 1950 MHz. À ce type de fréquence, je m'assurerais simplement de tenir compte de l'effet du masque de soldat dans vos calculs d'impédance et de le laisser.

Si vous avez réellement des impulsions rectangulaires de données analogiques et que la fréquence est de 1,3 GHz, j'essaierais de conserver la 5e harmonique de 6,5 GHz, qui atteint une fréquence où les choses importent vraiment. Dans ce cas, je dirais que la microruban n'est peut-être pas la meilleure structure et je considère la stripline. Si vous DEVEZ utiliser la microruban, faites une simulation de la longueur de votre ligne avec et sans le soldermask (et avec la géométrie de la ligne ajustez la présence ou l'absence du soldermask) et décidez avec quoi vous pouvez vivre. Si vous ne pouvez pas simuler, basez la présence ou l'absence de soldermask sur la longueur de la ligne. Pour les lignes longues (supérieures à plusieurs pouces), envisagez de retirer le masque de soldat (bien que vous puissiez constater que le nickel dans ENIG, si tel est votre placage, est pire que le masque de soldat ne le serait). Pour les lignes plus courtes, le masque de soldat est très bien.

Deux ou trois autres choses ... combien de temps est ce microruban? moins d'un pouce ... moins de plusieurs pouces ... plus de 30 pouces? J'ai des cartes avec plus de 70 pouces de microruban avec un contenu en fréquence de 15 GHz. J'enlève le soldermask, et fais l'étamage. Le nickel dans ENIG (et, évidemment, tout autre placage avec une barrière de nickel) provoque une perte de fréquence élevée importante sur ces longues longueurs. J'ai beaucoup d'autres conceptions à des fréquences similaires mais avec des longueurs de ligne inférieures à 3 pouces où le masque de soldat et même le masque sur ENIG ont une intégrité de signal parfaitement bonne (tant que la géométrie est correcte pour la présence de masque).

Je suis depuis moins d'un an dans une conception de PCB haute fréquence. Donc ci-dessous n'est pas ma réponse mais conseille de trois sources différentes.

Source 1. Un de mes amis avec une expérience micro-ondes plus longue que mon âge

Option 1: faites une ouverture sur le dessus de la trace, enduisez-la d'or d'immersion.

Ma note: je sais que l'ENIG n'est pas le meilleur choix pour les signaux ultra haute vitesse, donc il a probablement pris en compte la valeur de ma fréquence (650 MHz première harmonique).

Option 2: il suffit de retirer le masque de soudure sur le dessus de la trace ( appelé microruban exposé ) permettant un contact direct avec l'air.

Source 2. Ma fonderie de PCB,
je leur ai demandé comment leurs clients font généralement pour les applications micro-ondes.

Réponse: faites une ouverture de masque de soudure standard (largeur de trace plus une certaine expansion de masque de soudure standard, disons 0,1 um de chaque côté). Enduisez-le comme vous enduisez tous les autres tampons de contact.

Source 3. Internet
Dr. Eric Bogatin " Quand la précision compte ", Conception et fabrication de circuits imprimés, mai 2003:

Comment Zo changera-t-il d'un masque de soldat recouvrant la surface supérieure? Au deuxième ordre, nous nous attendrions à ce que la capacité augmente et que l'impédance diminue. En utilisant le SI6000 ( remarque: un solveur de champ ), nous constatons que Zo diminue d'environ 1 Ohm / mil d'épaisseur de masque de soudure.

Hallmark Circuits, Inc. " Impédance contrôlée du point de vue des fabricants ", Rick Norfolk, p.8

N'oubliez pas que le masque de soldat, dans presque tous les cas, existera sur les traces d'impédance sur les conceptions à microruban ... L'épaisseur typique d'un masque LPI sur les traces est de 0,5 mil et la valeur d'impédance n'est affectée que généralement par 2 ohms.

Mon résumé

Je suis quelque peu réticent à utiliser une microruban exposée en raison de l'oxydation du cuivre.

Donc, faites une ouverture de masque de soudure de largeur de trace plus une certaine expansion, enduisez-la d'ENIG (ou d'une autre finition de surface si l'or d'immersion ne convient pas à votre fréquence). Recalculez l'impédance en tenant compte de l'épaisseur totale du métal. Obtenez la valeur souhaitée de Z0 (ajustez la largeur de trace si nécessaire).

PS1: Pour référence, dans ma fonderie, l'épaisseur d'ENIG est d'environ 4 um (4 um de nickel et 0,1 um d'or).

PS2: Si je comprends bien, le problème avec l'encre de masque de soudure est double: 1) il n'est pas conforme (géométrie complexe, difficile à estimer l'impédance, voir les photos ici ), 2) son épaisseur n'est pas étroitement contrôlée par rapport aux finitions de surface .

PS3: si votre trace se trouve sur une couche externe, comptez l'épaisseur de la galvanoplastie dans un calculateur d'impédance (le mieux est de contacter votre fab). Dans ma fab, si j'utilise 0,5 oz de cuivre (18 um), l'épaisseur de cuivre résultante est de 45 um (-3 um de polissage du cuivre, +30 um de galvanoplastie des trous traversants).