[SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

  • From: "Bert Simonovich" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "bertsimonovich" for DMARC)
  • To: <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Fri, 11 Nov 2016 13:50:21 -0500

I have done a bit of digging and have come up with a couple of articles on 
oxide treatment. Here are the links:

https://dl.dropboxusercontent.com/u/89802638/Oxide_vs_Oxide_AlternativesFeb14.pdf

https://dl.dropboxusercontent.com/u/89802638/Oxide_vs_Oxide_AlternativesMar14.pdf

From what I can make out the oxide grows a crystalline structure that provides 
micro voids for the resin to squish into. It also acts as a passivation layer 
for the copper. It does not etch the copper surface per se. The Feb2014 article 
also explains that a properly passivation layer is important to prevent water 
formation under heat and pressure. If there is absorbed water due to poor 
passivation, then that could possibly account for additional losses. A quality 
issue perhaps.

I also found a link to MEC web site. They supply oxide alternative MEC Vbond 
which is a subtractive process which actually etches the copper to roughen the 
surface. On this link below they show a good cross-section picture of black 
oxide VS their oxide alternative treatment. The pictures clearly shows that 
oxide is grown over the underlying copper surface as a separate layer, where as 
the oxide alternative actually does roughen the surface of copper.  

http://www.mec-co.com/en/product/electronic-substrate/sekisou/


So far I am not convinced, and ready to conclude the additional loss 
experienced is due to additional roughness of the copper itself.

Bert Simonovich 
Signal/Power Integrity Practitioner | Backplane Specialist | Founder  
LAMSIM Enterprises Inc.
Web Site: http://lamsimenterprises.com
Blog: http://blog.lamsimenterprises.com/

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Havermann, Gert
Sent: 11-Nov-16 11:36 AM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

I think that the oxide treatment isn't just "adding" an oxide layer, it 
oxidates the Copper itself and this oxidation isn't homogenious, thus leaving a 
rough Copper to oxide barrier. I read in another paper (unfortunately I forgot 
the name) that the impact on loss for oxide treatments also depends on the 
processing time. The longer the oxidation, the rougher the surface. 
Unfortunately I have never found the time to investigate this in depth.
BR
Gert

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Orin Laney
Sent: Friday, November 11, 2016 4:48 PM
To: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx; billh@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

"Cuprous oxide (Cu2O) is a red to brown p-type semiconductor with a temperature 
dependent resistivity. The resistivity also depends on the method of formation, 
but a range of 25 ohm-cm to 10^4 ohm-cm is representative. Suffice to say that 
copper oxide resistivity is greater than that of metallic copper by a factor 
exceeding at least a million." From "Analysis and Application of Transmission 
Line Conductors", section 3.8.

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Loyer, Jeff (Redacted sender "jwloyer" for DMARC)
Sent: Friday, November 11, 2016 7:19 AM
To: billh@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

Hi Bill,
From data I'd seen, I believed that additive oxide treatments didn't affect 
loss since they added a non-conductive rough layer that shouldn't affect the 
conductor properties, more like adding a dielectric layer.  Oxide alternatives, 
on the other hand, are subtractive treatments and should affect the conductor 
significantly.  I've believed that (additive) oxide treatments won't increase 
loss while (subtractive) oxide alternatives would.  I never had the opportunity 
to test that directly.  One issue that bothered me, however, was "How would I 
know the difference when looking through a microscope?"  That was never 
resolved either.
Lee's data suggests additive oxide treatments do increase loss just like 
subtractive oxide alternatives.  That's actually more satisfying, since it 
means I can tell from cross-section the effect of roughness, regardless of how 
it's done.  It seems copper oxide is more conductive than I thought.

Jeff Loyer

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Bill Hargin (Nan Ya, USA)
Sent: Thursday, November 10, 2016 8:29 PM
To: leeritchey@xxxxxxxxxxxxx; dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

It's pretty well established that roughness influences loss, and that oxide 
treatment influences roughness.

What am I missing here?

Bill Hargin
Director of North American Sales and Marketing Nan Ya Copper-Clad Laminates
billh@xxxxxxxxxxxxx   ▪  425-301-4425  ▪  Skype: bill.hargin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Lee Ritchey
Sent: Thursday, November 10, 2016 11:13 AM
To: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

I have cross sections of the two PCBs and the surface roughness is readily 
visible between the two.  My guess is that assuming the roughening process is 
non-conducting is probably not quite correct.

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Loyer, Jeff (Redacted sender "jwloyer" for DMARC)
Sent: Thursday, November 10, 2016 10:59 AM
To: leeritchey@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

Hi Lee,
Your second sentence is different than my understanding.  Gary Brist's paper 
"High frequency conductor loss impact of oxide and oxide alternative processes" 
concluded that "oxide treatments are not a primary factor in affecting loss", 
which made sense to me since oxide isn't a conductor.  Are you sure there 
wasn't something else that changed between the two PCB's?

Jeff Loyer

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Lee Ritchey
Sent: Thursday, November 10, 2016 10:38 AM
To: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

Jeff,

Sounds right to me.  I have measured data on the same PCB made by two different 
US fabricators, one using Atotech Bondfilm to enhance adhesion during 
lamination  and the other using "brown oxide".  There is a substantial 
difference in measure loss between the two, with Bondfilm being lower in loss.

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Loyer, Jeff (Redacted sender "jwloyer" for DMARC)
Sent: Friday, November 4, 2016 9:21 AM
To: leeritchey@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

Sorry Lee, but some clarifications:
1) RTF is the standard for domestic U.S. vendors, not necessarily so for other 
markets.
2) "Oxide" treatments don't affect insertion loss, oxide alternatives (OA) do.  
I believe most are using OA treatments, but am not sure.  If you're concerned 
about loss, you'll want to know exactly what your vendors are using.  And/or, 
you'll need to measure the final product to be sure.

Jeff Loyer

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Lee Ritchey
Sent: Friday, November 04, 2016 9:11 AM
To: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx; carson.au@xxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

Reverse treat copper is the "standard copper" of the current industry.
Smooth copper is usually called VLP or HVLP.  Our tests show that the 
contribution to loss of the copper roughness is visible, but not one of the big 
hitters.  See our DesignCon paper of 2013.  Yes, as Jeff points out, 
fabricators normally roughen the copper with one of the oxide treatments.
We know that a finish such as Atotech Bondfilm does not do that and we specify 
it on our fab drawings.

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Loyer, Jeff (Redacted sender "jwloyer" for DMARC)
Sent: Friday, November 4, 2016 7:23 AM
To: carson.au@xxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

The only benefit I know of for smoother copper (besides decreased insertion
loss) is that RTF etches better than standard copper due to the grain 
structure, possibly giving better impedance control.  In general, smoother 
copper makes the design less mechanically robust and is especially troubling on 
outer layers because of rework issues.  But, there are designs using it on all 
layers and configurations so you should be able to incorporate it where needed. 
 When using smooth copper, be especially careful to measure insertion loss to 
compare simulations against actual - vendors may roughen the copper using 
adhesion treatments (OA, or oxide alternative) turning your beautiful smooth 
copper into sandpaper.

I agree with Lee that if you aren't designing servers (long channels) it's 
probably a moot point.  Today's equalization seems to do a very good job of 
compensating for deterministic issues such as insertion loss, vias, and 
Fiberweave effect.

Jeff Loyer

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Carson Au
Sent: Thursday, November 03, 2016 1:01 PM
To: Lee Ritchey <leeritchey@xxxxxxxxxxxxx>
Cc: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

If loss isn't usually the problem, does that mean usually smooth copper usually 
doesn't have to be considered in the design (or are there more benefits to 
smooth copper than just lower loss?) Lee, what are the top problems in modern 
SERDES layout in your opinion (besides the fibre weave effect)?

On Fri, Nov 4, 2016 at 3:21 AM, Lee Ritchey <leeritchey@xxxxxxxxxxxxx>
wrote:

Before I would do any of that, I would do some analysis to see what 
the losses would be if normal striplines are used.  My experience is 
that this extra work would not be necessary.

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx]
On
Behalf Of Loyer, Jeff (Redacted sender "jwloyer" for DMARC)
Sent: Thursday, November 3, 2016 8:16 AM
To: carson.au@xxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: HDI and SERDES Channels

I think you'd have to void the layers above or below your signal traces.
For instance, I can imagine routing the longest lengths on the 
outermost layers of the "core" of a build-up stackup and voiding 
layers above those traces to allow me to widen the traces (they would 
also be relatively thick, further lowering loss).  You'd want a solid 
plane above them somewhere, but it doesn't have to be the adjacent 
layer.  You'd also have to be careful to specify smooth copper on 
those layers, else the manufacturer will probably undo your great 
efforts by putting rough copper on them.

Jeff


-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx]
On
Behalf Of Carson Au
Sent: Thursday, November 03, 2016 5:07 AM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] HDI and SERDES Channels

Hi Experts,
From my understanding, HDI build-up layers require thin prepreg 
layers, leading to very thin trace widths for 100ohm differential 
impedance control
- and your high speed serial links would suffer great conductor loss.

How do you mitigate against this?

If your design has many build-up layers with thin build-up layers on 
either side of your stripline, then it is impossible to even get 
something like 100um (4mil) trace widths for your 100 ohm differential
pairs!!

Regards,
Carson


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu





------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu



------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu



----------------------------------------
HARTING AG & Co. KG | Postfach 11 33, 32325 Espelkamp | Marienwerderstraße 3, 
32339 Espelkamp | www.HARTING.com Generalbevollmächtigte Gesellschafterin: 
Dipl.-Hdl. Margrit Harting Persönlich haftende Gesellschafter:
HARTING WiMa AG (Luxemburg) & Co. KG | Amtsgericht Bad Oeynhausen | HRA 8259 | 
Espelkamp, persönlich haftende Gesellschafterin: HARTING Führungs AG (Registre 
de Commerce et des Sociétés Luxembourg) | B 170749 | Luxemburg
Vorstand: Dipl.-Kfm. Philip F. W. Harting (Vorsitzender), Dipl.-Kffr. Maresa W. 
M. Harting-Hertz, Dipl.-Kfm. Dr.-Ing. E. h. Dietmar Harting, Dr. rer. nat. 
Frank Brode, Dipl.-Ing. (FH), Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Andreas Conrad, Dr. iur. 
Michael Pütz; Sitz der Gesellschaft: Espelkamp | Amtsgericht Bad Oeynhausen | 
HRA 9021 | UST-ld Nr. DE812136745

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

-----
No virus found in this message.
Checked by AVG - www.avg.com
Version: 2016.0.7859 / Virus Database: 4664/13389 - Release Date: 11/11/16

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: