1 Ներածություն

PRINTED CIRCUIT խորհուրդը (PCB) ազդանշանի ամբողջականությունը վերջին տարիներին թեժ թեմա է: Եղել են բազմաթիվ տեղական հետազոտական ​​զեկույցներ PCB ազդանշանի ամբողջականության վրա ազդող գործոնների վերլուծության վերաբերյալ, սակայն ազդանշանի կորստի փորձարկումը Տեխնոլոգիայի ներկա վիճակի ներածությունը համեմատաբար հազվադեպ է:

PCB հաղորդման գծի ազդանշանի կորստի աղբյուրը հաղորդիչի կորուստն է և նյութի դիէլեկտրական կորուստը, և դրա վրա ազդում են նաև այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են պղնձի փայլաթիթեղի դիմադրությունը, պղնձի փայլաթիթեղի կոշտությունը, ճառագայթման կորուստը, դիմադրության անհամապատասխանությունը և խաչաձևությունը: Մատակարարման շղթայում պղնձե ծածկույթով լամինատե (CCL) արտադրողների և PCB էքսպրես արտադրողների ընդունման ցուցիչները օգտագործում են դիէլեկտրական հաստատուն և դիէլեկտրական կորուստ. մինչդեռ PCB էքսպրես արտադրողների և տերմինալների միջև ցուցիչները սովորաբար օգտագործում են դիմադրության և ներդիրի կորուստ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում:

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

Բարձր արագությամբ PCB-ի նախագծման և օգտագործման համար PCB-ի հաղորդման գծերի ազդանշանի կորուստը արագ և արդյունավետ չափելու եղանակը մեծ նշանակություն ունի PCB-ի նախագծման պարամետրերի սահմանման, մոդելավորման վրիպազերծման և արտադրության գործընթացի վերահսկման համար:

2. PCB-ի ներդրման կորստի փորձարկման տեխնոլոգիայի ներկայիս կարգավիճակը

Արդյունաբերությունում ներկայումս օգտագործվող PCB ազդանշանի կորստի փորձարկման մեթոդները դասակարգվում են օգտագործվող գործիքներից և կարող են բաժանվել երկու կատեգորիայի՝ հիմնված ժամանակի տիրույթի կամ հաճախականության տիրույթի վրա: Ժամանակի տիրույթի փորձարկման գործիքը Time Domain Reflectometry (TDR) կամ ժամանակի տիրույթի փոխանցման հաշվիչ է (TIMEDomain Transmission, TDT); հաճախականության տիրույթի փորձարկման գործիքը վեկտորային ցանցի անալիզատորն է (VNA): IPC-TM650 թեստի ճշգրտման մեջ առաջարկվում են ԱՀԲ ազդանշանի կորստի փորձարկման հինգ փորձնական մեթոդ՝ հաճախականության տիրույթի մեթոդ, արդյունավետ թողունակության մեթոդ, արմատային իմպուլսային էներգիայի մեթոդ, կարճ իմպուլսների տարածման մեթոդ, միակողմանի TDR դիֆերենցիալ ներդրման կորստի մեթոդ:

2.1 Հաճախականության տիրույթի մեթոդ

Հաճախականության տիրույթի մեթոդը հիմնականում օգտագործում է վեկտորային ցանցի անալիզատոր՝ հաղորդման գծի S-պարամետրերը չափելու համար, ուղղակիորեն կարդում է ներդրման կորստի արժեքը և այնուհետև օգտագործում է ներդիրի միջին կորստի հարմարվողական թեքությունը որոշակի հաճախականության միջակայքում (օրինակ՝ 1 ԳՀց ~ 5 ԳՀց) Չափել տախտակի անցումը/անհաջողությունը:

Հաճախականության տիրույթի մեթոդի չափման ճշգրտության տարբերությունը հիմնականում գալիս է տրամաչափման մեթոդից: Ըստ տրամաչափման տարբեր մեթոդների՝ այն կարելի է բաժանել SLOT (Short-Line-Open-Thru), Multi-Line TRL (Thru-Reflect-Line) և Ecal (Electronic calibration) էլեկտրոնային տրամաչափման մեթոդների:

SLOT-ը սովորաբար դիտվում է որպես ստանդարտ չափաբերման մեթոդ [5]: Կալիբրացիայի մոդելն ունի 12 սխալի պարամետր: SLOT մեթոդի տրամաչափման ճշգրտությունը որոշվում է տրամաչափման մասերով: Բարձր ճշգրտության տրամաչափման մասերը տրամադրվում են չափիչ սարքավորումների արտադրողների կողմից, սակայն տրամաչափման մասերը թանկ են, և, ընդհանուր առմամբ, հարմար են միայն կոաքսիալ միջավայրի համար, չափաբերումը ժամանակատար է և երկրաչափական առումով մեծանում է չափման տերմինալների քանակի ավելացմանը զուգընթաց:

MulTI-Line TRL մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է ոչ կոաքսիալ տրամաչափման չափման համար [6]: Ըստ օգտագործողի կողմից օգտագործվող էլեկտրահաղորդման գծի նյութի և փորձարկման հաճախականության, TRL տրամաչափման մասերը նախագծվում և արտադրվում են, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում: Չնայած Multi-Line TRL-ն ավելի հեշտ է նախագծել և արտադրել, քան SLOT-ը, տրամաչափման ժամանակը Multi-Line TRL մեթոդը նույնպես մեծանում է երկրաչափական չափման տերմինալների քանակի ավելացմամբ:

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

Ժամանակատար չափաբերման խնդիրը լուծելու համար չափիչ սարքավորումներ արտադրողները ներդրել են Ecal էլեկտրոնային տրամաչափման մեթոդը [7]։ Ecal-ը փոխանցման ստանդարտ է: Կալիբրացիայի ճշգրտությունը հիմնականում որոշվում է սկզբնական տրամաչափման մասերով: Միևնույն ժամանակ փորձարկվում է փորձարկման մալուխի կայունությունը և փորձարկման սարքի կրկնօրինակումը: Կատարման և փորձարկման հաճախականության ինտերպոլացիայի ալգորիթմը նույնպես ազդում է թեստի ճշգրտության վրա: Ընդհանրապես, օգտագործեք էլեկտրոնային տրամաչափման հավաքածուն՝ չափաբերելու հղման մակերեսը մինչև փորձնական մալուխի վերջը, այնուհետև օգտագործեք ներկառուցման մեթոդը՝ փոխհատուցելու սարքի մալուխի երկարությունը: Ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում:

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

Որպես օրինակ դիֆերենցիալ հաղորդման գծի ներդրման կորուստը ստանալու համար տրամաչափման երեք մեթոդների համեմատությունը ներկայացված է Աղյուսակ 1-ում:

2.2 Արդյունավետ թողունակության մեթոդ

Արդյունավետ թողունակությունը (EBW) հաղորդման գծի կորստի α որակական չափում է խիստ իմաստով: Այն չի կարող ապահովել ներդրման կորստի քանակական արժեքը, սակայն այն ապահովում է EBW կոչվող պարամետր: Արդյունավետ թողունակության մեթոդը TDR-ի միջոցով հաղորդման գիծ փոխանցել որոշակի բարձրացման ժամանակով քայլ ազդանշան, չափել բարձրացման ժամանակի առավելագույն թեքությունը TDR գործիքի և DUT-ի միացումից հետո և որոշել այն որպես կորստի գործոն MV-ում: /ս. Ավելի ճիշտ, այն սահմանում է հարաբերական ընդհանուր կորստի գործակիցը, որը կարող է օգտագործվել հաղորդման գծի կորստի փոփոխությունները մակերեսից մակերես կամ շերտից շերտ [8]: Քանի որ առավելագույն թեքությունը կարող է չափվել անմիջապես գործիքից, թողունակության արդյունավետ մեթոդը հաճախ օգտագործվում է տպագիր տպատախտակների զանգվածային արտադրության փորձարկման համար: EBW թեստի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է Նկար 4-ում:

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

2.3 Արմատային զարկերակային էներգիայի մեթոդ

Root Impulse Energy-ը (RIE) սովորաբար օգտագործում է TDR գործիք՝ հղման կորստի գծի և փորձնական հաղորդման գծի TDR ալիքային ձևերը ստանալու համար, այնուհետև կատարում է ազդանշանի մշակում TDR ալիքի ձևերի վրա: RIE փորձարկման գործընթացը ներկայացված է Նկար 5-ում.

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

2.4 Կարճ իմպուլսի տարածման մեթոդ

Իմպուլսի կարճ տարածման մեթոդը (Կարճ զարկերակային տարածում, որը կոչվում է SPP) փորձարկման սկզբունքն է չափել տարբեր երկարությունների երկու հաղորդման գծեր, ինչպիսիք են 30 մմ և 100 մմ, և արդյունահանել պարամետրի թուլացման գործակիցը և փուլը՝ չափելով երկուսի միջև եղած տարբերությունը: հաղորդման գծերի երկարությունները. Մշտական, ինչպես ցույց է տրված Նկար 6-ում: Այս մեթոդի կիրառումը կարող է նվազագույնի հասցնել միակցիչների, մալուխների, զոնդերի և օսցիլոսկոպի ճշգրտության ազդեցությունը: Եթե ​​օգտագործվում են բարձր արդյունավետության TDR գործիքներ և IFN (Impulse Forming Network), փորձարկման հաճախականությունը կարող է հասնել մինչև 40 ԳՀց:

2.5 Միակողմանի TDR դիֆերենցիալ ներդրման կորստի մեթոդ

Single-Ended TDR to Differential Insertion Loss (SET2DIL) տարբերվում է դիֆերենցիալ ներդրման կորստի փորձարկումից, որն օգտագործվում է 4-պորտային VNA-ով: Այս մեթոդը օգտագործում է երկու նավահանգիստ TDR գործիք՝ TDR քայլի պատասխանը դիֆերենցիալ հաղորդման գծին փոխանցելու համար: Դիֆերենցիալ հաղորդման գծի վերջը կարճացված է, ինչպես ցույց է տրված Նկար 7-ում: SET2DIL մեթոդի չափման հաճախականության բնորոշ միջակայքը 2 ԳՀց է: 12 ԳՀց, և չափման ճշգրտության վրա հիմնականում ազդում է փորձարկման մալուխի անհամապատասխան ուշացումը և DUT-ի դիմադրողականության անհամապատասխանությունը: SET2DIL մեթոդի առավելությունն այն է, որ կարիք չկա օգտագործել թանկարժեք 4-պորտ VNA-ն և դրա չափաբերման մասերը: Փորձարկված մասի հաղորդման գծի երկարությունը VNA մեթոդի միայն կեսն է։ Կալիբրացիոն մասը ունի պարզ կառուցվածք, և չափաբերման ժամանակը զգալիորեն կրճատվում է: Այն շատ հարմար է PCB-ների արտադրության համար: Խմբաքանակի փորձարկում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 8-ում:

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

3 Փորձարկման սարքավորումներ և փորձարկման արդյունքներ

SET2DIL թեստային տախտակը, SPP թեստային տախտակը և Multi-Line TRL թեստային տախտակը պատրաստվել են օգտագործելով CCL՝ 3.8 դիէլեկտրական հաստատունով, 0.008 դիէլեկտրական կորստով և RTF պղնձե փայլաթիթեղով; փորձարկման սարքավորումն էր DSA8300 նմուշառման օսցիլոսկոպ և E5071C վեկտորային ցանցի անալիզատոր; Յուրաքանչյուր մեթոդի դիֆերենցիալ ներդրման կորուստ Փորձարկման արդյունքները ներկայացված են Աղյուսակ 2-ում:

PCB տպագիր սխեմայի տախտակի ազդանշանի ամբողջականության ազդող գործոնների վերլուծություն

4 եզրակացությունը

Այս հոդվածը հիմնականում ներկայացնում է մի քանի PCB հաղորդման գծի ազդանշանի կորստի չափման մեթոդներ, որոնք ներկայումս օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ: Օգտագործված փորձարկման տարբեր մեթոդների պատճառով չափված ներդրման կորստի արժեքները տարբեր են, և թեստի արդյունքները չեն կարող ուղղակիորեն համեմատվել հորիզոնական: Հետևաբար, ազդանշանի կորստի փորձարկման համապատասխան տեխնոլոգիան պետք է ընտրվի տարբեր տեխնիկական մեթոդների առավելությունների և սահմանափակումների համաձայն և համակցվի սեփական կարիքների հետ: