1 Увядзенне

Друкаваная плата (PCB) цэласнасць сігналу была гарачай тэмай у апошнія гады. Было шмат айчынных даследчых справаздач па аналізе фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы, але тэст на страту сігналу. Знаёмства з сучасным станам тэхналогіі сустракаецца адносна рэдка.

Крыніцай страты сігналу лініі перадачы друкаванай платы з’яўляюцца страты ў правадніку і дыэлектрычныя страты матэрыялу, а таксама на гэта ўплываюць такія фактары, як супраціў меднай фальгі, шурпатасць меднай фальгі, страты на выпраменьванне, несупадзенне імпедансу і перакрыжаваныя перашкоды. У ланцужку паставак паказчыкі прыёмкі вытворцаў меднага плакаванага ламінату (CCL) і экспрэс-вытворцаў друкаваных плат выкарыстоўваюць дыэлектрычную пранікальнасць і дыэлектрычныя страты; у той час як індыкатары паміж вытворцамі PCB Express і тэрміналамі звычайна выкарыстоўваюць імпеданс і ўносныя страты, як паказана на малюнку 1.

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

Для распрацоўкі і выкарыстання высакахуткасных друкаваных плат, як хутка і эфектыўна вымераць страты сігналу ў лініях перадачы друкаванай платы, вялікае значэнне мае для налады параметраў канструкцыі друкаванай платы, адладкі мадэлявання і кантролю вытворчага працэсу.

2. Бягучы стан тэхналогіі тэсціравання ўносных страт друкаванай платы

Метады праверкі страты сігналу друкаванай платы, якія ў цяперашні час выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, класіфікуюцца па прыборах, якія выкарыстоўваюцца, і іх можна падзяліць на дзве катэгорыі: на аснове часовай вобласці або на аснове частотнай вобласці. Прыборам для тэставання ў часовай вобласці з’яўляецца рэфлектаметрыя ў часовай вобласці (TDR) або вымяральнік перадачы ў часовай вобласці (TImeDomain Transmission, TDT); прыборам для тэставання частотнай вобласці з’яўляецца вектарны аналізатар сетак (VNA). У спецыфікацыі тэставання IPC-TM650 для тэставання страты сігналу друкаванай платы рэкамендавана пяць метадаў выпрабаванняў: метад у частотнай вобласці, метад эфектыўнай прапускной здольнасці, метад энергіі каранёвага імпульсу, метад распаўсюджвання кароткага імпульсу, метад дыферэнцыяльных страт унесенага сіндрому TDR.

2.1 Метад частотнай вобласці

Метад частотнай вобласці ў асноўным выкарыстоўвае вектарны аналізатар сеткі для вымярэння S-параметраў лініі перадачы, непасрэдна счытвае значэнне ўносных страт, а затым выкарыстоўвае нахіл падборкі сярэдніх страт у пэўным частотным дыяпазоне (напрыклад, 1 Ггц ~ 5 Ггц) Вымерайце праходжанне/непраходнасць платы.

Розніца ў дакладнасці вымярэння метаду частотнай вобласці ў асноўным зыходзіць ад метаду каліброўкі. У адпаведнасці з рознымі метадамі каліброўкі ён можа быць падзелены на метады электроннай каліброўкі SLOT (Short-Line-Open-Thru), Multi-Line TRL (Thru-Reflect-Line) і Ecal (Электронная каліброўка).

СЛОТ звычайна разглядаецца як стандартны метад каліброўкі [5]. Каліброўка мае 12 параметраў памылак. Дакладнасць каліброўкі метаду SLOT вызначаецца калібрацыйнымі часткамі. Высокадакладныя калібраваныя дэталі прадастаўляюцца вытворцамі вымяральнага абсталявання, але каліброўкі каштуюць дорага, і звычайна падыходзяць толькі для кааксіяльнага асяроддзя, каліброўка займае шмат часу і геаметрычна павялічваецца па меры павелічэння колькасці вымяральных тэрміналаў.

Метад MulTI-Line TRL у асноўным выкарыстоўваецца для некааксіяльнага каліброўкі вымярэнняў [6]. У адпаведнасці з матэрыялам лініі перадачы, які выкарыстоўваецца карыстальнікам, і частатой выпрабаванняў, калібраваныя часткі TRL распрацоўваюцца і вырабляюцца, як паказана на малюнку 2. Хоць шматлінейны TRL прасцей спраектаваць і вырабіць, чым SLOT, час каліброўкі Метад Multi-Line TRL таксама геаметрычна павялічваецца з павелічэннем колькасці вымяральных тэрміналаў.

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

Для таго, каб вырашыць праблему працаёмкай каліброўкі, вытворцы вымяральнага абсталявання ўвялі электронны метад каліброўкі Ecal [7]. Ecal – гэта стандарт перадачы. Дакладнасць каліброўкі ў асноўным вызначаецца арыгінальнымі часткамі каліброўкі. У той жа час правяраюцца стабільнасць тэставага кабеля і дубляванне прылады выпрабавальнага прыстасавання. Алгарытм інтэрпаляцыі прадукцыйнасці і частаты тэставання таксама аказвае ўплыў на дакладнасць тэставання. Як правіла, выкарыстоўвайце набор для электроннага каліброўкі, каб адкалібраваць апорную паверхню да канца тэставага кабеля, а затым выкарыстоўвайце метад дэ-ўбудавання, каб кампенсаваць даўжыню кабеля прыстасавання. Як паказана на малюнку 3.

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

Каб атрымаць уносныя страты дыферэнцыяльнай лініі перадачы ў якасці прыкладу, параўнанне трох метадаў каліброўкі прыведзена ў табліцы 1.

2.2 Эфектыўны метад прапускной здольнасці

Эфектыўная прапускная здольнасць (EBW) – гэта якаснае вымярэнне страт у лініі перадачы α ў строгім сэнсе. Ён не можа даць колькаснае значэнне страт ўстаўкі, але забяспечвае параметр, які называецца EBW. Эфектыўным метадам прапускной здольнасці з’яўляецца перадача крокавага сігналу з пэўным часам нарастання ў лінію перадачы праз TDR, вымярэнне максімальнага нахілу часу нарастання пасля падлучэння прыбора TDR і DUT і вызначэнне яго ў якасці каэфіцыента страт у MV /с. Дакладней, ён вызначае адносны агульны каэфіцыент страт, які можна выкарыстоўваць для ідэнтыфікацыі змяненняў страт у лініі перадачы ад паверхні да паверхні або ад пласта да пласта [8]. Паколькі максімальны нахіл можна вымераць непасрэдна з прыбора, метад эфектыўнай прапускной здольнасці часта выкарыстоўваецца для серыйнага тэставання друкаваных поплаткаў. Прынцыповая схема тэсту EBW паказана на малюнку 4.

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

2.3 Метад энергіі каранёвага імпульсу

Root ImPulse Energy (RIE) звычайна выкарыстоўвае прыбор TDR для атрымання сігналаў TDR апорнай лініі страт і тэставай лініі перадачы, а затым выконвае апрацоўку сігналу на сігналах TDR. Працэс тэставання RIE паказаны на малюнку 5:

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

2.4 Метад распаўсюджвання кароткіх імпульсаў

Прынцып тэставання метаду распаўсюджвання кароткіх імпульсаў (Short Pulse Propagation, называецца SPP) заключаецца ў вымярэнні дзвюх ліній перадачы рознай даўжыні, напрыклад, 30 мм і 100 мм, і вылучэнні каэфіцыента згасання параметраў і фазы шляхам вымярэння розніцы паміж імі. даўжыні ліній перадачы. Пастаянны, як паказана на малюнку 6. Выкарыстанне гэтага метаду можа мінімізаваць уплыў раздымаў, кабеляў, зондаў і дакладнасць асцылографа. Калі выкарыстоўваюцца высокапрадукцыйныя прыборы TDR і IFN (сетка фарміравання імпульсаў), тэставая частата можа дасягаць 40 Ггц.

2.5 Метад дыферэнцыяльных страт унесеных страт з аднаканцовай TDR

Аднаканцовыя TDR ў дыферэнцыяльныя страты ўстаўкі (SET2DIL) адрозніваецца ад тэсту дыферэнцыяльных страт устаўкі з выкарыстаннем 4-партовага VNA. Гэты метад выкарыстоўвае двухпартовы прыбор TDR для перадачы крокавай рэакцыі TDR на дыферэнцыяльную лінію перадачы. Канец дыферэнцыяльнай лініі перадачы замыкаецца, як паказана на малюнку 7. Тыповы дыяпазон частот вымярэння метаду SET2DIL складае 2 Ггц ~ 12 Ггц, а на дакладнасць вымярэння ў асноўным уплываюць непаслядоўная затрымка тэставага кабеля і неадпаведнасць імпедансу ІУ. Перавага метаду SET2DIL заключаецца ў тым, што няма неабходнасці выкарыстоўваць дарагі 4-партовы VNA і яго каліброўкі. Даўжыня лініі перадачы доследнай дэталі складае толькі палову метаду VNA. Каліброўка частка мае простую структуру і час каліброўкі значна скарачаецца. Ён вельмі падыходзіць для вытворчасці друкаваных плат. Пакетны тэст, як паказана на малюнку 8.

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

3 Тэставае абсталяванне і вынікі выпрабаванняў

Тэставая плата SET2DIL, тэставая плата SPP і тэставая плата Multi-Line TRL былі зроблены з выкарыстаннем CCL з дыэлектрычнай пранікальнасцю 3.8, дыэлектрычнымі стратамі 0.008 і меднай фальгой RTF; выпрабавальным абсталяваннем былі асцылограф DSA8300 і вектарны аналізатар сетак E5071C; дыферэнцыяльныя страты ўносу кожнага метаду Вынікі выпрабаванняў паказаны ў табліцы 2.

Аналіз фактараў, якія ўплываюць на цэласнасць сігналу друкаванай платы друкаванай платы

4 Заключэнне

Гэты артыкул у асноўным прадстаўляе некалькі метадаў вымярэння страты сігналу лініі перадачы друкаванай платы, якія ў цяперашні час выкарыстоўваюцца ў прамысловасці. З-за розных выкарыстоўваных метадаў выпрабаванняў вымераныя значэнні ўносных страт адрозніваюцца, і вынікі тэставання нельга параўноўваць непасрэдна па гарызанталі. Такім чынам, адпаведная тэхналогія тэставання страты сігналу павінна быць выбрана ў адпаведнасці з перавагамі і абмежаваннямі розных тэхнічных метадаў, і ў спалучэнні з іх уласнымі патрэбамі.