[SI-LIST] Re: Variation of PCB Dielectric Properties

  • From: Istvan Novak <istvan.novak@xxxxxxxxxxx>
  • To: richard.allred@xxxxxxxxx, "si-list@xxxxxxxxxxxxx" <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Mon, 30 May 2016 22:04:07 -0400


Richard,

In this case the generic answer "it depends" is more true then ever.  I 
assume your
question is based on the need to somehow capture these variations in 
simulations.
As Yuriy pointed out, there are reasonably accurate ways to get decent 
agreement
between simulated and measured data, but even in those cases, which can 
be done
in an R&D phase but not necessarily in the fast-paced product 
development, the
limitation is that we get the average electrical properties over the 
length of the
test traces.

In principle, once we know the electrical properties of the glass and 
resin, the average
behavior can be approximated based on the glass-resin ratio (neglecting 
anisotropy).
Here is where the absolute size of the problem starts to matter:  If we 
need the
dielectric properties for the end-to-end delay and attenuation, simple 
averages will give
good starting point.  However, if the scale is smaller, namely if we 
need the variation
over smaller distances, the numbers may vary substantially with 
location, and the
best we can do is to get an estimate of the statistical distribution.  
The complex routing
patterns of real high-density boards can further increase the 
uncertainty and we can
conclude that without obtaining detailed and accurate geometry data of 
the traces
at sufficiently close intervals either by cross sectioning (which is 
destructive) or by
Xray imaging (not practical on large production volumes), all what we 
can predict in
worst case is a fairly wide range of performance.  Among others this was 
illustrated
with the estimated TDR profiles of lossy traces following different 
patterns of parameter
variations:
http://www.electrical-integrity.com/Paper_download_files/DC13_Determining_PCB_Trace_Impedance.pdf
Figure 26 illustrates the huge range of possible TDR impedance profiles 
for the same
10% impedance variations, just rearranging the sequence of the segment with
different impedances.

Regards,

Istvan Novak
Oracle




On 5/29/2016 9:03 AM, Richard Allred wrote:

Greetings,
I am aware that typical PCB manufacturers usually guarantee some impedance
target (+/- 10 or 15%) for high speed traces and that they may use any
number of manufacturing controls to achieve this.  The result is that the
only way to know the geometric dimensions of a given sample is to
cross-section it.

What I am interested in is, what kind of variation can be expected in the
effective dielectric properties due to the PCB manufacturers tweaking of
the glass/resin ratio and the geometrical variation?  Is anyone aware of a
published study that reports this?

Kind regards,

Richard Allred
www.SiSoft.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
  

Other related posts: