Cyflwyniad 1

Bwrdd cylched printiedig Mae cywirdeb signal (PCB) wedi bod yn bwnc llosg yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Cafwyd llawer o adroddiadau ymchwil domestig ar ddadansoddi ffactorau sy’n effeithio ar gyfanrwydd signal PCB, ond mae’r prawf colli signal Cyflwyniad i gyflwr presennol y dechnoleg yn gymharol brin.

Ffynhonnell colli signal llinell drosglwyddo PCB yw colli dargludydd a cholled dielectrig y deunydd, ac mae ffactorau fel ymwrthedd ffoil copr, garwedd ffoil copr, colli ymbelydredd, camgymhariad rhwystriant, a chrosstalk yn effeithio arno hefyd. Yn y gadwyn gyflenwi, mae dangosyddion derbyn gweithgynhyrchwyr lamineiddio clad copr (CCL) a gweithgynhyrchwyr cyflym PCB yn defnyddio colled dielectrig cyson a dielectrig; tra bod y dangosyddion rhwng gweithgynhyrchwyr cyflym a therfynellau PCB fel arfer yn defnyddio rhwystriant a cholli mewnosod, fel y dangosir yn Ffigur 1.

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

Ar gyfer dylunio a defnyddio PCB cyflym, mae sut i fesur colli signal llinellau trosglwyddo PCB yn gyflym ac yn effeithiol yn arwyddocaol iawn ar gyfer gosod paramedrau dylunio PCB, difa chwilod efelychu, a rheoli’r broses gynhyrchu.

2. Statws cyfredol technoleg profi colli mewnosod PCB

Mae’r dulliau profi colli signal PCB a ddefnyddir ar hyn o bryd yn y diwydiant yn cael eu dosbarthu o’r offerynnau a ddefnyddir, a gellir eu rhannu’n ddau gategori: yn seiliedig ar y parth amser neu’n seiliedig ar y parth amledd. Yr offeryn prawf parth amser yw Reflectometreg Parth Amser (TDR) neu fesurydd trosglwyddo parth amser (TImeDomain Transmission, TDT); Dadansoddwr Rhwydwaith Fector (VNA) yw’r offeryn prawf parth amledd. Yn y fanyleb prawf IPC-TM650, argymhellir pum dull prawf ar gyfer profi colli signal PCB: dull parth amledd, dull lled band effeithiol, dull egni pwls gwreiddiau, dull lluosogi pwls byr, dull colli mewnosod gwahaniaethol TDR un pen.

2.1 Dull parth amledd

Mae’r Dull Parth Amledd yn defnyddio dadansoddwr rhwydwaith fector yn bennaf i fesur paramedrau S y llinell drosglwyddo, yn darllen y gwerth colli mewnosod yn uniongyrchol, ac yna’n defnyddio llethr ffitio’r golled fewnosod ar gyfartaledd mewn ystod amledd benodol (fel 1 GHz ~ 5 GHz) Mesur pasio / methu y bwrdd.

Daw’r gwahaniaeth yng nghywirdeb mesur y dull parth amledd yn bennaf o’r dull graddnodi. Yn ôl y gwahanol ddulliau graddnodi, gellir ei rannu’n ddulliau graddnodi electronig SLOT (Short-Line-Open-Thru), MulTI-Line TRL (Thru-Reflect-Line) ac Ecal (calibraTIon electronig).

Mae SLOT fel arfer yn cael ei ystyried yn ddull graddnodi safonol [5]. Mae gan y model graddnodi 12 paramedr gwall. Mae cywirdeb graddnodi’r dull SLOT yn cael ei bennu gan y rhannau graddnodi. Darperir y rhannau graddnodi manwl uchel gan y gwneuthurwyr offer mesur, ond mae’r rhannau graddnodi yn ddrud, Ac yn gyffredinol dim ond yn addas ar gyfer amgylchedd cyfechelog, mae graddnodi’n cymryd llawer o amser ac yn cynyddu’n geometregol wrth i nifer y terfynellau mesur gynyddu.

Defnyddir y dull MulTI-Line TRL yn bennaf ar gyfer mesur graddnodi nad yw’n gyfechelog [6]. Yn ôl deunydd y llinell drosglwyddo a ddefnyddir gan y defnyddiwr ac amlder y prawf, mae’r rhannau graddnodi TRL yn cael eu dylunio a’u cynhyrchu, fel y dangosir yn Ffigur 2. Er bod TRL Aml-Linell yn haws ei ddylunio a’i weithgynhyrchu na SLOT, mae amser graddnodi Mae dull TRL Aml-Linell hefyd yn cynyddu’n geometregol gyda chynnydd yn nifer y terfynellau mesur.

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

Er mwyn datrys problem graddnodi llafurus, mae gweithgynhyrchwyr offer mesur wedi cyflwyno dull graddnodi electronig Ecal [7]. Safon drosglwyddo yw Ecal. Mae’r cywirdeb graddnodi yn cael ei bennu’n bennaf gan y rhannau graddnodi gwreiddiol. Ar yr un pryd, profir sefydlogrwydd y cebl prawf a dyblygu’r ddyfais gosodiadau prawf. Mae’r algorithm rhyngosod perfformiad ac amlder prawf hefyd yn cael effaith ar gywirdeb y prawf. Yn gyffredinol, defnyddiwch y pecyn graddnodi electronig i galibroi’r wyneb cyfeirio hyd at ddiwedd y cebl prawf, ac yna defnyddiwch y dull dad-ymgorffori i wneud iawn am hyd cebl y gosodiad. Fel y dangosir yn Ffigur 3.

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

Er mwyn sicrhau colled mewnosod y llinell drosglwyddo wahaniaethol fel enghraifft, dangosir cymhariaeth y tri dull graddnodi yn Nhabl 1.

2.2 Dull lled band effeithiol

Mae Lled Band Effeithiol (EBW) yn fesur ansoddol o golled llinell drosglwyddo α mewn ystyr lem. Ni all ddarparu gwerth meintiol o golled mewnosod, ond mae’n darparu paramedr o’r enw EBW. Y dull lled band effeithiol yw trosglwyddo signal cam gydag amser codi penodol i’r llinell drosglwyddo trwy TDR, mesur llethr uchaf yr amser codi ar ôl i’r offeryn TDR a’r DUT gael eu cysylltu, a’i bennu fel y ffactor colli, yn MV / s. Yn fwy manwl gywir, Mae’r hyn y mae’n ei bennu yn ffactor colled cyfanswm cymharol, y gellir ei ddefnyddio i nodi’r newidiadau yng ngholled y llinell drosglwyddo o arwyneb i wyneb neu haen i haen [8]. Gan y gellir mesur y llethr uchaf yn uniongyrchol o’r offeryn, defnyddir y dull lled band effeithiol yn aml ar gyfer profi masgynhyrchu byrddau cylched printiedig. Dangosir y diagram sgematig o’r prawf EBW yn Ffigur 4.

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

2.3 Dull egni pwls gwreiddiau

Mae Root ImPulse Energy (RIE) fel arfer yn defnyddio offeryn TDR i gael tonffurfiau TDR y llinell colli cyfeirnod a llinell drosglwyddo’r prawf, ac yna perfformio prosesu signal ar donffurfiau TDR. Dangosir y broses brawf RIE yn Ffigur 5:

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

2.4 Dull lluosogi pwls byr

Egwyddor prawf y dull lluosogi pwls byr (Taeniad Pwls Byr, y cyfeirir ato fel SPP) yw mesur dwy linell drosglwyddo o wahanol hyd, megis 30 mm a 100 mm, a thynnu cyfernod gwanhau paramedr a chyfnod trwy fesur y gwahaniaeth rhwng y ddwy. hyd llinellau trawsyrru. Yn gyson, fel y dangosir yn Ffigur 6. Gall defnyddio’r dull hwn leihau effaith cysylltwyr, ceblau, stilwyr a chywirdeb osgilosgop. Os defnyddir offerynnau TDR perfformiad uchel ac IFN (Rhwydwaith Ffurfio Impulse), gall amlder y prawf fod mor uchel â 40 GHz.

2.5 Dull colli mewnosod gwahaniaethol TDR un pen

Mae TDR Un Diwedd i Golled Mewnosod Gwahaniaethol (SET2DIL) yn wahanol i’r prawf colli mewnosod gwahaniaethol gan ddefnyddio VNA 4-porthladd. Mae’r dull hwn yn defnyddio offeryn TDR dau borthladd i drosglwyddo ymateb cam TDR i’r llinell drosglwyddo wahaniaethol. Mae diwedd y llinell drosglwyddo wahaniaethol yn cael ei fyrhau, fel y dangosir yn Ffigur 7. Ystod amledd mesur nodweddiadol y dull SET2DIL yw 2 GHz ~ 12 GHz, ac mae oedi anghysondeb y cebl prawf a chamgymhariad rhwystriant y DUT yn effeithio’n bennaf ar gywirdeb mesur. Mantais y dull SET2DIL yw nad oes angen defnyddio VNA 4 porthladd drud a’i rannau graddnodi. Dim ond hanner y dull VNA yw hyd llinell drosglwyddo’r rhan sydd wedi’i phrofi. Mae gan y rhan raddnodi strwythur syml ac mae’r amser graddnodi yn cael ei leihau’n fawr. Mae’n addas iawn ar gyfer gweithgynhyrchu PCB. Prawf swp, fel y dangosir yn Ffigur 8.

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

3 Offer prawf a chanlyniadau profion

Gwnaed bwrdd prawf SET2DIL, bwrdd prawf SPP a bwrdd prawf TRL Aml-Linell gan ddefnyddio CCL gyda chysondeb dielectrig o 3.8, colled dielectrig o 0.008, a ffoil copr RTF; offer prawf oedd osgilosgop samplu DSA8300 a dadansoddwr rhwydwaith fector E5071C; colli mewnosod gwahaniaethol ym mhob dull Dangosir canlyniadau’r profion yn Nhabl 2.

Dadansoddiad o Ffactorau Dylanwadol Uniondeb Signalau Bwrdd Cylchdaith Argraffedig PCB

Casgliad 4

Mae’r erthygl hon yn bennaf yn cyflwyno sawl dull mesur colli signal llinell drosglwyddo PCB a ddefnyddir ar hyn o bryd yn y diwydiant. Oherwydd y gwahanol ddulliau prawf a ddefnyddir, mae’r gwerthoedd colli mewnosod mesuredig yn wahanol, ac ni ellir cymharu canlyniadau’r profion yn llorweddol yn uniongyrchol. Felly, dylid dewis y dechnoleg prawf colli signal briodol yn unol â manteision a chyfyngiadau amrywiol ddulliau technegol, a’i chyfuno â’u hanghenion eu hunain.