1 Sarrera

Inprimatutako zirkuitu taula (PCB) seinalearen osotasuna gaia izan da azken urteotan. PCB seinalearen osotasunean eragina duten faktoreen azterketari buruzko ikerketa-txosten asko egin dira, baina seinale-galera proba teknologiaren egungo egoeraren sarrera nahiko arraroa da.

PCB transmisio-lerroaren seinale-galeren iturria materialaren eroale-galera eta galera dielektrikoa da, eta kobre-paperaren erresistentzia, kobre-paperaren zimurtasuna, erradiazio-galera, inpedantzia-desegokia eta diafonia bezalako faktoreek ere eragiten dute. Hornikuntza-katean, kobrez estalitako laminatuen (CCL) fabrikatzaileen eta PCB express fabrikatzaileen onarpen-adierazleek konstante dielektrikoa eta galera dielektrikoa erabiltzen dituzte; PCB express fabrikatzaileen eta terminalen arteko adierazleek normalean inpedantzia eta txertatze-galera erabiltzen dute, 1. Irudian ikusten den moduan.

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

Abiadura handiko PCB diseinatzeko eta erabiltzeko, PCB transmisio-lerroen seinale-galera azkar eta eraginkortasunez neurtu nola neurtu garrantzitsua da PCB diseinu-parametroak ezartzeko, simulazio-arazketa eta ekoizpen-prozesuaren kontrola egiteko.

2. PCB txertatze-galerak probatzeko teknologiaren egungo egoera

Gaur egun industrian erabiltzen diren PCB seinale-galerak probatzeko metodoak erabiltzen diren tresnetatik sailkatzen dira, eta bi kategoriatan bana daitezke: denbora-domeinuan oinarrituta edo maiztasun-domeinuan oinarrituta. Denbora-domeinuko proba-tresna Time Domain Reflectometry (TDR) edo denbora-domeinuaren transmisio-neurgailua (TImeDomain Transmission, TDT) da; maiztasun-domeinuko proba-tresna Vector Network Analyzer (VNA) da. IPC-TM650 probaren zehaztapenean, PCB seinale galeraren probak egiteko bost proba metodo gomendatzen dira: maiztasun-domeinuaren metodoa, banda zabalera eraginkorra, erro-pultsu-energia metodoa, pultsu laburren hedapen metodoa, amaiera bakarreko TDR diferentziala txertatzeko galera metodoa.

2.1 Maiztasun-domeinuaren metodoa

Maiztasun-domeinuaren metodoak batez ere sare bektorialaren analizatzaile bat erabiltzen du transmisio-lerroaren S-parametroak neurtzeko, zuzenean txertatze-galeren balioa irakurtzen du eta, ondoren, batez besteko txertatze-galeren malda egokia erabiltzen du maiztasun-tarte zehatz batean (adibidez, 1 GHz ~ ~). 5 GHz) Neurtu taularen pasa/huts.

Maiztasun-domeinuaren metodoaren neurketaren zehaztasunaren aldea kalibrazio metodotik dator batik bat. Kalibrazio metodo ezberdinen arabera, SLOT (Short-Line-Open-Thru), Multi-Line TRL (Thru-Reflect-Line) eta Ecal (Electronic calibraTION) kalibrazio elektronikoko metodoetan bana daiteke.

SLOT kalibrazio metodo estandartzat hartzen da [5]. Kalibrazio ereduak 12 errore-parametro ditu. SLOT metodoaren kalibrazioaren zehaztasuna kalibrazio zatiek zehazten dute. Neurketa-ekipoen fabrikatzaileek zehaztasun handiko kalibrazioko piezak eskaintzen dituzte, baina kalibrazioko piezak garestiak dira eta, oro har, ingurune ardazkiderako bakarrik egokiak dira, kalibrazioak denbora asko hartzen du eta geometrikoki handitzen da neurketa terminalen kopurua handitzen den heinean.

Multi-Line TRL metodoa kalibrazio ez-koaxialaren neurketarako erabiltzen da batez ere [6]. Erabiltzaileak erabiltzen duen transmisio-lerroaren materialaren eta probaren maiztasunaren arabera, TRL kalibrazio-piezak diseinatzen eta ekoizten dira, 2. Irudian ikusten den moduan. Linea Anitzeko TRL SLOT baino errazagoa den arren, kalibratzeko denbora. Multi-Line TRL metodoa ere geometrikoki handitzen da neurketa terminalen kopurua handitzean.

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

Denbora behar duen kalibrazioaren arazoa konpontzeko, neurketa-ekipoen fabrikatzaileek Ecal kalibrazio elektronikoaren metodoa aurkeztu dute [7]. Ecal transmisio estandarra da. Kalibrazioaren zehaztasuna, batez ere, jatorrizko kalibrazio zatiek zehazten dute. Aldi berean, proba-kablearen egonkortasuna eta proba-gailuaren bikoizketa probatzen dira. Errendimenduaren eta probaren maiztasunaren interpolazio algoritmoak ere eragina du probaren zehaztasunean. Orokorrean, erabili kalibrazio-kit elektronikoa erreferentzia-azalera proba-kablearen amaierara kalibratzeko, eta, gero, erabili des-entzuntze-metodoa aparatuaren kablearen luzera konpentsatzeko. 3. irudian ikusten den bezala.

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

Transmisio-lerro diferentzialaren txertatze-galera adibide gisa lortzeko, hiru kalibrazio-metodoen konparaketa 1. taulan ageri da.

2.2 Banda zabaleraren metodo eraginkorra

Banda zabalera eraginkorra (EBW) transmisio-linearen galeraren α neurketa kualitatiboa da, zentzu hertsian. Ezin du txertatze-galeren balio kuantitatiborik eman, baina EBW izeneko parametroa ematen du. Banda zabaleraren metodo eraginkorra igoera-denbora zehatza duen urrats-seinalea transmititzea da transmisio-lerroari TDR bidez, igoera-denboraren gehienezko malda neurtzea TDR tresna eta DUT konektatu ondoren, eta galera-faktore gisa zehaztea, MV-n. /s. Zehatzago esanda, zehazten duena galera osoaren faktore erlatiboa da, eta transmisio-lerroaren galeraren aldaketak gainazaletik azalera edo geruzaz geruza identifikatzeko erabil daiteke [8]. Gehieneko malda tresnatik zuzenean neur daitekeenez, banda-zabalera eraginkorra maiz erabiltzen da zirkuitu inprimatuen plaken ekoizpen masiboko probak egiteko. EBW probaren diagrama eskematikoa 4. irudian ageri da.

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

2.3 Erro pultsuaren energia metodoa

Root ImPulse Energy (RIE) normalean TDR tresna bat erabiltzen du erreferentzia-galera-lerroaren eta proba-transmisio-lerroaren TDR uhin-formak lortzeko, eta, ondoren, TDR uhin-formaren seinaleen prozesamendua egiteko. RIE probaren prozesua 5. irudian ageri da:

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

2.4 Pultsu laburren hedapen metodoa

Pultsu laburren hedapen-metodoa (Short Pulse Propagation, SPP deritzona) proba-printzipioa luzera ezberdineko bi transmisio-lerro neurtzea da, hala nola 30 mm eta 100 mm, eta parametroen atenuazio-koefizientea eta fasea ateratzea bien arteko aldea neurtuz. transmisio-lerroen luzerak. Konstantea, 6. Irudian erakusten den moduan. Metodo hau erabiliz konektoreen, kableen, zunden eta osziloskopioen zehaztasunaren eragina minimiza daiteke. Errendimendu handiko TDR tresnak eta IFN (Impulse Forming Network) erabiltzen badira, probaren maiztasuna 40 GHz-koa izan daiteke.

2.5 TDR mutur bakarreko txertatze-galera diferentzialaren metodoa

TDR bakarreko txertatze galera diferentziala (SET2DIL) desberdina da 4 atakako VNA erabiliz txertatzeko galera diferentzialaren probatik. Metodo honek bi atakako TDR tresna erabiltzen du TDR urratseko erantzuna transmisio-lerro diferentziala transmititzeko. Transmisio-lerro diferentzialaren amaiera laburtu egiten da, 7. Irudian erakusten den moduan. SET2DIL metodoaren neurketa-maiztasun-tarte tipikoa 2 GHz ~ da. 12 GHz, eta neurketaren zehaztasuna proba-kablearen atzerapen koherenteak eta DUT-ren inpedantzia-desegokitasunak eragiten du batez ere. SET2DIL metodoaren abantaila da ez dagoela 4 atakako VNA garesti bat eta bere kalibrazio zatiak erabili beharrik. Probatutako piezaren transmisio-lerroaren luzera VNA metodoaren erdia baino ez da. Kalibrazio zatiak egitura sinplea du eta kalibrazio denbora asko murrizten da. Oso egokia da PCB fabrikatzeko. Batch proba, 8. Irudian ikusten den moduan.

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

3 Proba ekipoak eta proben emaitzak

SET2DIL proba-taula, SPP proba-taula eta Multi-Line TRL proba-taula CCL erabiliz egin ziren 3.8ko konstante dielektrikoa, 0.008ko galera dielektrikoa eta RTF kobrezko papera; proba-ekipoa DSA8300 laginketa-osziloskopioa eta E5071C sare bektorialaren analizatzailea zen; Metodo bakoitzaren txertatze-galera diferentziala Testen emaitzak 2. taulan ageri dira.

PCB Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Seinalearen Osotasunaren Faktore Eragingarrien Azterketa

4 Ondorioa

Artikulu honek, batez ere, industrian gaur egun erabiltzen diren PCB transmisio-lerroen seinale-galerak neurtzeko hainbat metodo aurkezten ditu. Erabilitako proba-metodo desberdinak direla eta, neurtutako txertatze-galeren balioak desberdinak dira eta probaren emaitzak ezin dira zuzenean horizontalki alderatu. Hori dela eta, seinale-galera probaren teknologia egokia hautatu behar da hainbat metodo teknikoren abantailen eta mugen arabera, eta beren beharrizanekin konbinatu.