1 Yntroduksje

Printplaat (PCB) sinjaal yntegriteit hat west in hyt ûnderwerp yn de ôfrûne jierren. D’r binne in protte ynlânske ûndersyksrapporten west oer de analyze fan faktoaren dy’t de yntegriteit fan PCB-sinjaal beynfloedzje, mar de test foar sinjaalferlies Ynlieding ta de hjoeddeistige steat fan ‘e technology is relatyf seldsum.

De boarne fan PCB-transmission line sinjaalferlies is it dirigintferlies en diëlektrysk ferlies fan it materiaal, en it wurdt ek beynfloede troch faktoaren lykas koperfolieresistinsje, koperfolie rûchheid, strielingsferlies, impedânsjemismatch en crosstalk. Yn ‘e supply chain, de akseptaasje yndikatoaren fan koper beklaaid laminaat (CCL) fabrikanten en PCB express fabrikanten brûke dielectric konstante en dielectric ferlies; wylst de yndikatoaren tusken PCB express fabrikanten en terminals meastal brûke impedance en ynstekken ferlies, lykas werjûn yn figuer 1.

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

Foar hege snelheid PCB-ûntwerp en gebrûk, hoe fluch en effektyf it sinjaalferlies fan PCB-oerdrachtlinen te mjitten is fan grutte betsjutting foar it ynstellen fan PCB-ûntwerpparameters, simulaasje-debuggen en kontrôle fan it produksjeproses.

2. Aktuele status fan PCB ynfoegje ferlies testing technology

De testmetoaden foar testmetoaden foar PCB-sinjaalferlies dy’t op it stuit brûkt wurde yn ‘e yndustry wurde klassifisearre út’ e brûkte ynstruminten, en kinne wurde ferdield yn twa kategoryen: basearre op it tiiddomein of basearre op it frekwinsjedomein. It tiiddomeintestynstrumint is in Time Domain Reflectometry (TDR) of in tiiddomeintransmissionmeter (TImeDomain Transmission, TDT); it frekwinsjedomeintestynstrumint is in Vector Network Analyzer (VNA). Yn ‘e IPC-TM650-testspesifikaasje wurde fiif testmetoaden oanrikkemandearre foar testen fan PCB-sinjaalferlies: frekwinsjedomeinmetoade, effektive bânbreedtemetoade, rootpulse-enerzjymetoade, metoade foar koarte pulspropagaasje, metoade foar differinsjaal ynfoegje ferlies mei ien einige TDR.

2.1 Frekwinsje domein metoade

De frekwinsjedomeinmetoade brûkt benammen in fektornetwurkanalysator om de S-parameters fan ‘e oerdrachtline te mjitten, lêst de wearde fan ynfoegjeferlies direkt, en brûkt dan de passende helling fan it gemiddelde ynfoegjeferlies yn in spesifyk frekwinsjeberik (lykas 1 GHz ~ 5 GHz) Meet de pass / mislearre fan it boerd.

It ferskil yn ‘e mjittingsnauwkeurigens fan’ e metoade foar frekwinsjedomein komt benammen fan ‘e kalibraasjemetoade. Neffens de ferskillende kalibraasjemetoaden kin it ûnderferdield wurde yn SLOT (Koarte-Line-Open-Thru), MulTI-Line TRL (Thru-Reflect-Line) en Ecal (Elektronyske Kalibraasje) elektroanyske kalibraasjemetoaden.

SLOT wurdt meastal beskôge as in standert kalibraasje metoade [5]. It kalibraasjemodel hat 12 flaterparameters. De kalibraasje krektens fan de SLOT metoade wurdt bepaald troch de kalibraasje dielen. De hege-precision kalibraasje dielen wurde levere troch de mjitapparatuer fabrikanten, mar de kalibraasje dielen binne djoer, En oer it algemien allinnich geskikt foar coaxial omjouwing, kalibraasje is tiidslinend en nimt ta geometrysk as it oantal mjitting terminals nimt ta.

De MulTI-Line TRL-metoade wurdt benammen brûkt foar net-koaksiale kalibraasjemjitting [6]. Neffens it materiaal fan de oerdracht line brûkt troch de brûker en de test frekwinsje, de TRL kalibraasje dielen binne ûntwurpen en produsearre, lykas werjûn yn figuer 2. Hoewol’t Multi-Line TRL is makliker te ûntwerpen en te meitsjen as SLOT, de kalibraasje tiid fan Multi-Line TRL metoade nimt ek geometrysk ta mei de tanimming fan it oantal mjitting terminals.

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

Om it probleem fan tiidslinend kalibraasje op te lossen, hawwe fabrikanten fan mjitapparatuer de Ecal elektroanyske kalibraasjemetoade [7] yntrodusearre. Ecal is in oerdracht standert. De kalibraasjekrektens wurdt benammen bepaald troch de orizjinele kalibraasjedielen. Tagelyk wurde de stabiliteit fan ‘e testkabel en de duplikaasje fan’ e testapparaatapparaat hifke. It ynterpolaasjealgoritme fan prestaasjes en testfrekwinsje hat ek ynfloed op ‘e testkrektens. Brûk yn ‘t algemien de elektroanyske kalibraasjekit om it referinsjeflak te kalibrearjen nei it ein fan’ e testkabel, en brûk dan de metoade foar de-ynbêding om de kabellingte fan ‘e fixture te kompensearjen. Lykas werjûn yn figuer 3.

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

Om it ynfoegferlies fan ‘e differinsjaaltransmissionline as foarbyld te krijen, wurdt de fergeliking fan’ e trije kalibraasjemetoaden werjûn yn Tabel 1.

2.2 Effektive bânbreedte metoade

Effektive bânbreedte (EBW) is in kwalitative mjitting fan transmissielineferlies α yn strikte betsjutting. It kin net soargje foar in kwantitative wearde fan ynfoegje ferlies, mar it jout in parameter neamd EBW. De effektive bânbreedtemetoade is om in stapsinjaal mei in spesifike opkomsttiid nei de oerdrachtline troch TDR te stjoeren, de maksimale helling fan ‘e opkomsttiid te mjitten neidat it TDR-ynstrumint en de DUT binne ferbûn, en it te bepalen as de ferliesfaktor, yn MV /s. Mear krekter, Wat it bepaalt is in relative totale ferlies faktor, dat kin brûkt wurde om te identifisearjen de feroarings yn de oerdracht line ferlies fan oerflak nei oerflak of laach nei laach [8]. Sûnt de maksimale helling kin wurde mjitten direkt út it ynstrumint, de effektive bânbreedte metoade wurdt faak brûkt foar massa produksje testen fan printe circuit boards. It skematyske diagram fan ‘e EBW-test wurdt werjûn yn figuer 4.

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

2.3 Root puls enerzjy metoade

Root ImPulse Energy (RIE) brûkt normaal in TDR-ynstrumint om de TDR-golffoarmen fan ‘e referinsjeferliesline en de testtransmissionline te krijen, en dan sinjaalferwurking op’ e TDR-golffoarmen út te fieren. It RIE-testproses wurdt werjûn yn figuer 5:

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

2.4 Koarte puls propagaasje metoade

De metoade foar koarte pulspropagaasje (Short Pulse Propagation, oantsjut as SPP) testprinsipe is it mjitten fan twa transmissionslinen fan ferskillende lingten, lykas 30 mm en 100 mm, en ekstrahearje de parameter attenuation koëffisjint en faze troch it mjitten fan it ferskil tusken de twa transmission line lingtes. Konstant, lykas werjûn yn figuer 6. Mei help fan dizze metoade kin minimalisearje de ynfloed fan Anschlüsse, kabels, probes, en oscilloscope accuracy. As hege prestaasjes TDR-ynstruminten en IFN (Impulse Forming Network) wurde brûkt, kin de testfrekwinsje sa heech wêze as 40 GHz.

2.5 Single-einige TDR differinsjaaloperator ynfoegje ferlies metoade

Single-Ended TDR to Differinsjaaloperator ynfoegingsferlies (SET2DIL) is oars as de differinsjaaloperator ynfoegje ferlies test mei help fan 4-port VNA. Dizze metoade brûkt in twa-poarte TDR-ynstrumint om de TDR-stap-antwurd oer te stjoeren nei de differinsjale oerdrachtline. 7 GHz, en de mjittingsnauwkeurigens wurdt benammen beynfloede troch de inkonsistinte fertraging fan ‘e testkabel en de impedânsjemismatch fan’ e DUT. It foardiel fan ‘e SET2DIL-metoade is dat it net nedich is om in djoere 2-poarte VNA en syn kalibraasjedielen te brûken. De lingte fan ‘e oerdrachtline fan it testen diel is mar de helte fan’ e VNA-metoade. It kalibraasjediel hat in ienfâldige struktuer en de kalibraasjetiid wurdt sterk fermindere. It is tige geskikt foar PCB-fabryk. Batch test, lykas werjûn yn figuer 12.

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

3 Testapparatuer en testresultaten

SET2DIL test board, SPP test board en Multi-Line TRL test board waarden makke mei CCL mei dielectric konstante fan 3.8, dielectric ferlies fan 0.008, en RTF koper folie; test apparatuer wie DSA8300 sampling oscilloscope en E5071C vector netwurk analysator; differinsjaal ynfoegje ferlies fan elke metoade De testresultaten wurde werjûn yn Tabel 2.

Analyse fan beynfloedzjende faktoaren fan sinjaal yntegriteit fan PCB Printed Circuit Board

4-konklúzje

Dit artikel yntroduseart benammen ferskate metoaden foar mjitting fan sinjaalferlies foar PCB-transmissieline dy’t op it stuit brûkt wurde yn ‘e yndustry. Fanwegen de ferskate brûkte testmetoaden binne de mjitten wearden foar ynfoegjeferlies ferskillend, en de testresultaten kinne net direkt horizontaal fergelike wurde. Dêrom moat de passende technology foar sinjaalferliestest wurde selektearre neffens de foardielen en beheiningen fan ferskate technyske metoaden, en kombineare mei har eigen behoeften.