[SI-LIST] Re: Megtron6 vs. Megtron 7 vs. Isola MT40

  • From: "Bert Simonovich" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "bertsimonovich" for DMARC)
  • To: Bill Hargin <billh@xxxxxxxxxx>
  • Date: Fri, 15 Mar 2019 17:44:39 -0400

Bill,
Google is your friend Lol!

https://en.m.wikipedia.org/wiki/All_models_are_wrong

About your other concern, I hadn’t really noticed, but thanks anyway! :) 

Bert 

Sent from my iPhone

On Mar 15, 2019, at 3:58 PM, Bill Hargin <billh@xxxxxxxxxx> wrote:

Thanks, Bert and Yuriy.  (Reminds me of a kids' show ...)  Good discussion.

I wanted to make a public apology to Bert here.  In my previous post, I 
leveraged some information from some of his white papers and I used some 
things that I adapted from his work without attribution.  (Bad form on my 
part, and I apologize.)

I was debating whether to respond to Yuriy based on my experience in the PCB 
manufacturing part of the world.  Bert's quote of EP Box (who is that?) 
summarizes what I was going to say, relative to Rz vs. Ra.  

Bill Hargin  
Director of Everything
Z-zero  â–ª  Innovative PCB Stackup Design  â–ª  www.z-zero.com  
billh@xxxxxxxxxx   â–ª  425-301-4425  â–ª  Skype: bill.hargin


-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx <si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx> On Behalf 
Of Bert Simonovich (Redacted sender "bertsimonovich" for DMARC)
Sent: Friday, March 15, 2019 11:27 AM
To: hungdn.hcmut@xxxxxxxxx; shlepnev@xxxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx; 'Bert Simonovich' 
<lsimonovich@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
Subject: [SI-LIST] Re: Megtron6 vs. Megtron 7 vs. Isola MT40

To add to Yuriy's Comments, and try to explain why Cannonball model works.

Actually the roughness parameters Ra, Rq and Rz are derived from the 
roughness profile, as measured with a mechanical prolifometer. A mechanical 
prolifometer records the roughness peaks and valleys as it is dragged across 
the surface of the sample being measured. It is essentially a 2-D 
measurement. Think of a record player needle being dragged across a vinyl 
record. 

Ra is defined as the average roughness of the measured profile over the 
sample length. Rq is the RMS value of the profile shape over the sample 
length. And finally Rz is the 10-point mean value, which is the sum of the 
average of the 5 highest peaks and 5 lowest valleys, of the profile over the 
sample length.  

As part of the electrodeposited process, the matte side of the foil is the 
side facing the CU sulfate solution, as it gets electro-deposited onto the 
large rotating drum. The drum side is the side in contact with the drum. The 
drum side takes on the profile of the stainless steel drum and is fairly 
smooth compared to the matte side. Afterwards the foil goes through a nodule 
treatment process where it deposits tiny nodules, usually on the matte side 
of the foil or the drum side. The standard nodule treatment is done on the 
matte side but when applied to the drum side it is known as reverse treated 
foil, or RTF.  Almost all foil suppliers will give Rz numbers for their 
treated side of the foil, and Ra for the untreated or drum side. 

Yuriy is correct, in that there is no exact conversion between Rz and Rq. 
But, in the words of E.P.Box, "All models are wrong, but some are useful", if 
we assume Rz represents the average peak-valley profile over the sample 
length, and if we model the peak-valley profile as a triangular waveform 
profile, with the peak-peak height equal to Rz, then the RMS value of that 
triangular profile over the sample length is simply Rz/2/sqrt(3). I use this 
as a rough approximation for Rq from Rz and vice versa when needed.

My Cannonball model relies on a stack of 14 equal sized spheres stacked in a 
close-packing of equal spheres arrangement over a square tile base with an 
area of 36(r^2) - where r is the radius of the sphere. The unique thing about 
the Cannonball model is that it simplifies the Huray equation to just 1 
parameter equal to the radius of a sphere, for an N-equal size sphere model. 

Because the area of the square tile base is determined directly from the 
radius of the sphere, they cancel out in that part of equation, thereby 
reducing the Hall-Huray surface ratio, or roughness factor to a constant = 
1.56(pi) or ~ 4.6. This is the "SR" parameter for Ansysis and Cadence tools. 
In Simbeor, RF1, as defined in the tool, will be ~ 8.33. By the very nature 
of the Huray equation, these numbers are constant - regardless of the size of 
the sphere.

So even if you want to use the material identification method, as Yuriy 
described to try and come up with material properties, all you have to do is 
use the appropriate constant for SR or RF1 (depending on the tool) and adjust 
the radius parameter until you get a fit to measurements. Personally I have 
found that when I adjust Dk due to roughness from engineering data sheets, as 
described in my DesignCon 21017 paper, then tune the respective radius 
parameter, you can get excellent results from essentially laminate supplier's 
data sheets. Thet's it. Rz is not in the picture yet! 

But, in my opinion, the material extraction process is really only good for 
the samples from which they were extracted, the quality of the measurement 
and for the software used for the fitting. They do not represent the 
intrinsic values of the material, especially the roughness of the copper foil 
used. All results really show is how well the software fits measurements.  

The reason I say this is laminate suppliers usually have 2 or more copper 
foil suppliers from which they buy from and each of them will have slightly 
different roughness based on their nodule treatment process. And furthermore, 
there will be oxide alternative (OA) treatment variations, depending on where 
the final design board will be fabricated. Each board shop has their own OA 
process, and there is no guarantee the product board you carefully 
characterized will be built from the same fab shop forever.

Over the last few years, I have also shown that you can indeed get excellent 
results using Rz parameters from foil manufacturer’s data sheets in 
conjunction with my Cannonball model to describe the roughness profile. In my 
method, Rz is only used for the 10-point mean peak-valley height then my 
algorithm converts that into a sphere radius to complete the Cannonball-Huray 
simplified model, as described above. If the Rz is known, then the radius of 
a sphere can be approximated as 0.06(Rz).

But you have to get the foil roughness numbers from laminate supplier, NOT 
board shops. In the example of my DesignCon2019 paper, ( 
http://lamsimenterprises.com/Awards_and_Publications.html ;), I knew the 
actual supplier of copper foil used on the core laminates of the test board.  
When I used exact numbers from the foil mfr data sheet, and the effect of OA 
on RTF foil, I got excellent results for both insertion loss and phase delay, 
just by using data sheet values!

Mentor Hyperlynx and Polar Instruments field solvers have adopted the 
Cannonball-Huray model within the tool so all that is needed is Rz. In this 
case all you need to tune for material identification is Rz parameter in the 
tool, if that is your end goal.

In the end, even though the Cannonball model may be â€œtechnically wrong” 
from reality, it is still just a model and useful, depending on what you are 
trying to accomplish. The Hammerstad model, which has been used for many 
years, by the way, is also "technically wrong" but was useful in its time. It 
relied on RMS profile of the peak-valley triangular profile of the model, but 
because of model limitations it loses accuracy after 3-15 GHz, depending on 
the roughness of the foil.

The bottom line is my Cannonball-Hurray model gives you the simplicity of use 
as the Hammerstad model, but with better accuracy of Huray model, regardless 
what method you like to follow.


Bert Simonovich
Signal/Power Integrity Practitioner | Backplane Specialist | Founder 
Email:Lsimonovich @lamsimenterprises.com 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 Hung Dang
Sent: 15-Mar-19 12:31 AM
To: shlepnev@xxxxxxxxxxxxx
Cc: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: Megtron6 vs. Megtron 7 vs. Isola MT40

Thank you so much, Bert, Yuriy, Bill.
I will try to config on my simulation.
Vào Th 6, 15 thg 3, 2019 vaÌ€o lúc 04:34 Yuriy Shlepnev < 
shlepnev@xxxxxxxxxxxxx> Ã„‘ã viết:

Hi Hung,

You need measurements for at least 2 line segments to identify 2 
parameters in the Huray model with either GMS-parameters, SPP Light, 
Gamma-T or eigenvalue techniques - just pick your method. There are no 
other scientific ways to come up with the model parameters, even for 
the worse-case scenario.
To start with, you can use the numbers from the publications I cited below.
The actual losses may be higher or lower - it will depend on the 
copper foil and PCB manufacturer. Fair comparison of dielectric 
performance can be done only with the same type of copper foil for the 
same PCB manufacturing process.

There are two mechanical parameters that approximately define the 
frequency of the skin effect onset on the rough surface - those are 
peak-to-valley parameters Ra and Rq (or Sa, Sq if measured optically).
It follows from the physics of the skin-effect. When skin layer depth 
is becoming comparable with the Ra or Rq, the losses due to the 
roughness start growing (rough surface absorbs more energy). The 
growth rate and maximal value are defined by the surface shape - there 
are no mechanical parameters from manufacturers that can be used to 
characterize that. One-ball or one-level Huray model has
2 parameters - ball radius defines the skin-effect onset and 
Hall-Huray surface ratio or roughness factor defines the maximal 
possible increase in losses due to absorption by the surface. There 
are no ways to identify both parameter from the mechanical or optical 
measurements (though there are some attempts). The reason is very 
simple - the model describes absorption by a small sphere (or multiple 
separate spheres) - it is a solution for a "spherical cow in vacuum"
(Paul Huray actually used this analogy at our presentation at 
DesignCon 2015). Though, the formula captures the physics of the 
skin-effect onset process. The stacks of balls in the original paper 
was purely for illustrative purpose - no connections with the loss 
increase formula. Though, unfortunately, some people took the 
illustration too literally and it went as far as the model parameters 
derivation from just Rz.

Considering availability and use of Rz - this parameter is simply not 
relevant to the electrical roughness characterization. Ra or Rq cannot 
be derived from Rz - as simple as that. See mathematical definitions 
at https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_roughness. It is easy to ;
proof or illustrate.  Two surfaces with same Ra may have very 
different Rz. Or, the other way around, two surfaces with identical Rz 
may have very different Ra values - it follows from the definition.

Best regards,
Yuriy

Yuriy Shlepnev, Ph.D.
President, Simberian Inc.
2629 Townsgate Rd., Suite #235, Westlake Village, CA 91361, USA Office
+1-702-876-2882; Fax +1-702-482-7903 Cell +1-206-409-2368; Virtual
+1-408-627-7706
Skype: shlepnev

www.simberian.com
Simbeor - Accurate, Productive and Cost-Effective Electromagnetic 
Signal Integrity Software to Design Predictable Interconnects!
2010 and 2011 DesignVision Award Winner, 2015 Best In Design&Test 
Finalist



-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx]
On
Behalf Of Hung Dang
Sent: Wednesday, March 13, 2019 7:25 PM
To: shlepnev@xxxxxxxxxxxxx
Cc: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: Megtron6 vs. Megtron 7 vs. Isola MT40

Dear Yuriy,
As you said: "The foil manufacturers may provide some mechanical data 
that are not relevant to the electrical behavior of copper"
I'm extracting 25Gbps differential traces by ANSYS HFSS, I'm confused 
how to choose the suitable roughness model of traces.
What are the parameters or specification which we can base on that? I 
need to cover the worst case of losses due to surface roughness.

Thanks.


Vц=o Th 5, 14 thg 3, 2019 vaл-o luл│c 06:49 Yuriy Shlepnev 

shlepnev@xxxxxxxxxxxxx> ÃÂ´-цё viА│©t:

Hi Dan,

Meg6 was used in the analysis to measurement validation project
EvR-1 -
the
results were reported last year at DesignCon 2018 - see #2018_01 and
#2018_07 at http://www.simberian.com/AppNotes.php Complete solutions ;
for the material model identification and automation scripts for 
that project are available on request.

Meg7 was extensively studied in another project with the results 
reported at DesignCon 2019 - see #2019_01 at 
http://www.simberian.com/AppNotes.php
The
goal in this project was to build statistical models for dielectric
itself
and for the conductor roughness.

Note, that in both cases the identified Dk and Df were close to the 
data provided by manufacturer. However, the actual traces exhibited 
much
larger
losses due to the conductor surface roughness. The board 
manufacturers in both studies did not have any numbers for the 
electrical characterization of the copper roughness. The foil 
manufacturers may provide some mechanical data that are not relevant 
to the electrical behavior of copper.  In addition, the copper is 
also treated by the board manufacturer - there
were
no data on this process either. Any guess in such case would be 
better
than
nothing, but if you want accurate characterization and comparison, 
you
have
to do the model identification with the measurements.

Best regards,
Yuriy

Yuriy Shlepnev, Ph.D.
President, Simberian Inc.
2629 Townsgate Rd., Suite #235, Westlake Village, CA 91361, USA 
Office +1-702-876-2882; Fax +1-702-482-7903 Cell +1-206-409-2368; 
Virtual +1-408-627-7706
Skype: shlepnev

www.simberian.com
Simbeor - Accurate, Productive and Cost-Effective Electromagnetic 
Signal Integrity Software to Design Predictable Interconnects!
2010 and 2011 DesignVision Award Winner, 2015 Best In Design&Test
Finalist



-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx]
On
Behalf Of Dan Bostan (Redacted sender "dbostan" for DMARC)
Sent: Wednesday, March 13, 2019 11:27 AM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Megtron6 vs. Megtron 7 vs. Isola MT40

Does anyone have direct experience with all of those materials, for
designs
above 32Gbaud?I used successfully Megtron6 in the past, but I am 
looking for alternatives.Any pricing information would be 
appreciated, as well.Cheers,Dan Bostan
------------------------------------------------------------------
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

--

----------------------------------------------------------------------
------
---
MS Hung-Dang Ngoc
Email: hungdn.hcmut@xxxxxxxxx <phandainghiamnc@xxxxxxxxx>
Phone: +84 1682 405 564
Skype/Facebook: hungdn.hcmut

------------------------------------------------------------------
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

--
-------------------------------------------------------------------------------
MS Hung-Dang Ngoc
Email: hungdn.hcmut@xxxxxxxxx <phandainghiamnc@xxxxxxxxx>
Phone: +84 1682 405 564
Skype/Facebook: hungdn.hcmut

------------------------------------------------------------------
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




---
This email has been checked for viruses by AVG.
https://www.avg.com

------------------------------------------------------------------
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
  

Other related posts: