1 Кіріспе

Баспа платасы (ПХБ) сигналдың тұтастығы соңғы жылдары өзекті тақырып болды. ПХД сигналының тұтастығына әсер ететін факторларды талдау бойынша көптеген отандық зерттеулер туралы есептер болды, бірақ сигнал жоғалту сынағы Технологияның қазіргі жағдайына кіріспе салыстырмалы түрде сирек кездеседі.

ПХД беру желісінің сигнал жоғалуының көзі өткізгіштің жоғалуы және материалдың диэлектрлік жоғалуы болып табылады, сонымен қатар оған мыс фольга кедергісі, мыс фольганың кедір-бұдыры, радиацияның жоғалуы, кедергінің сәйкессіздігі және айқаспалы байланыс сияқты факторлар әсер етеді. Жеткізу тізбегінде мыс қапталған ламинат (CCL) өндірушілерінің және ПХД экспресс өндірушілерінің қабылдау көрсеткіштері диэлектрлік тұрақты және диэлектрлік шығынды пайдаланады; ал ПХД экспресс өндірушілері мен терминалдар арасындағы көрсеткіштер әдетте 1-суретте көрсетілгендей кедергі мен кірістіру жоғалуын пайдаланады.

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

Жоғары жылдамдықты ПХД жобалау және пайдалану үшін ПХД беру желілерінің сигнал жоғалуын қалай тез және тиімді өлшеу ПХД дизайн параметрлерін орнату, модельдеу жөндеу және өндіріс процесін бақылау үшін үлкен мәнге ие.

2. ПХД кірістіру жоғалуын тексеру технологиясының ағымдағы жағдайы

The PCB signal loss testing methods currently used in the industry are classified from the instruments used, and can be divided into two categories: based on the time domain or based on the frequency domain. The time domain test instrument is a Time Domain Reflectometry (TDR) or a time domain transmission meter (TImeDomain Transmission, TDT); the frequency domain test instrument is a Vector Network Analyzer (VNA). In the IPC-TM650 test specification, five test methods are recommended for PCB signal loss testing: frequency domain method, effective bandwidth method, root pulse energy method, short pulse propagation method, single-ended TDR differential insertion loss method.

2.1 Жиілік доменінің әдісі

Жиілік домен әдісі негізінен беру желісінің S-параметрлерін өлшеу үшін векторлық желі анализаторын пайдаланады, кірістіру жоғалуының мәнін тікелей оқиды, содан кейін белгілі бір жиілік диапазонында (мысалы, 1 ГГц ~ сияқты) кірістірудегі орташа жоғалтудың сәйкес келетін еңісін пайдаланады. 5 ГГц) Тақтаның өтуін/сәтсіздігін өлшеңіз.

Жиілік домен әдісінің өлшеу дәлдігінің айырмашылығы негізінен калибрлеу әдісінен туындайды. Әртүрлі калибрлеу әдістеріне сәйкес оны SLOT (қысқа сызықты-ашық-арнайы), көп сызық TRL (Thru-reflect-Line) және Ecal (Электрондық калибрлеу) электронды калибрлеу әдістеріне бөлуге болады.

SLOT әдетте стандартты калибрлеу әдісі ретінде қарастырылады [5]. Калибрлеу үлгісінде 12 қате параметрі бар. SLOT әдісінің калибрлеу дәлдігі калибрлеу бөліктерімен анықталады. Жоғары дәлдіктегі калибрлеу бөліктерін өлшеу жабдығы өндірушілері қамтамасыз етеді, бірақ калибрлеу бөліктері қымбат, Және әдетте тек коаксиалды орта үшін жарамды, калибрлеу уақытты қажет етеді және өлшеу терминалдарының саны артқан сайын геометриялық түрде артады.

Multi-Line TRL әдісі негізінен коаксиалды емес калибрлеуді өлшеу үшін қолданылады [6]. Пайдаланушы пайдаланатын электр беру желісінің материалына және сынақ жиілігіне сәйкес, TRL калибрлеу бөліктері 2-суретте көрсетілгендей жобаланған және өндірілген. Multi-Line TRL SLOT-қа қарағанда жобалау және өндіру оңайырақ болғанымен, калибрлеу уақыты Көп сызықты TRL әдісі де өлшеу терминалдарының санының ұлғаюымен геометриялық түрде артады.

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

Уақытты қажет ететін калибрлеу мәселесін шешу үшін өлшеу жабдықтарын өндірушілер Ecal электронды калибрлеу әдісін енгізді [7]. Ecal – беріліс стандарты. Калибрлеу дәлдігі негізінен бастапқы калибрлеу бөліктерімен анықталады. Бұл ретте сынау кабелінің орнықтылығы және сынақ қондырғысының құрылғысының қайталануы тексеріледі. Тест дәлдігіне өнімділік пен сынақ жиілігінің интерполяция алгоритмі де әсер етеді. Әдетте, анықтамалық бетті сынақ кабелінің соңына дейін калибрлеу үшін электрондық калибрлеу жинағын пайдаланыңыз, содан кейін арматураның кабель ұзындығының орнын толтыру үшін кірістіру әдісін пайдаланыңыз. 3-суретте көрсетілгендей.

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

To obtain the insertion loss of the differential transmission line as an example, the comparison of the three calibration methods is shown in Table 1.

2.2 Өткізу қабілеттілігінің тиімді әдісі

Тиімді өткізу қабілеттілігі (EBW) – бұл қатаң мағынада α тасымалдау желісінің жоғалуының сапалық өлшемі. Ол кірістіру жоғалтуының сандық мәнін қамтамасыз ете алмайды, бірақ ол EBW деп аталатын параметрді қамтамасыз етеді. Өткізу қабілеттілігінің тиімді әдісі – белгілі бір көтерілу уақыты бар қадамдық сигналды TDR арқылы беру желісіне беру, TDR құралы мен DUT қосылғаннан кейін көтерілу уақытының максималды еңісін өлшеу және оны жоғалту коэффициенті ретінде анықтау, МВ /с. Дәлірек айтсақ, ол анықтайтын нәрсе салыстырмалы жалпы жоғалту коэффициенті болып табылады, оны бетінен бетке немесе қабаттан қабатқа тасымалдау желісінің жоғалуындағы өзгерістерді анықтау үшін пайдалануға болады [8]. Максималды көлбеуді тікелей аспаптан өлшеуге болатындықтан, тиімді өткізу қабілеттілігі әдісі көбінесе баспа платаларын жаппай өндіруді сынау үшін қолданылады. EBW тестінің схемалық диаграммасы 4-суретте көрсетілген.

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

2.3 Түбірлік импульстік энергия әдісі

Root ImPulse Energy (RIE) usually uses a TDR instrument to obtain the TDR waveforms of the reference loss line and the test transmission line, and then perform signal processing on the TDR waveforms. The RIE test process is shown in Figure 5:

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

2.4 Short pulse propagation method

Қысқа импульстік таралу әдісі (Қысқа импульстік таралу, SPP деп аталады) сынақ принципі 30 мм және 100 мм сияқты әртүрлі ұзындықтағы екі беру желісін өлшеу және екеуінің арасындағы айырмашылықты өлшеу арқылы параметрдің әлсіреу коэффициенті мен фазасын шығару болып табылады. электр беру желісінің ұзындығы. Тұрақты, 6-суретте көрсетілгендей. Бұл әдісті пайдалану қосқыштардың, кабельдердің, зондтардың әсерін және осциллографтың дәлдігін азайтуға мүмкіндік береді. Егер өнімділігі жоғары TDR құралдары және IFN (Импульсті қалыптастыру желісі) пайдаланылса, сынақ жиілігі 40 ГГц-ке дейін жоғары болуы мүмкін.

2.5 Бір жақты TDR дифференциалды кірістіру жоғалту әдісі

Бір жақты TDR дифференциалды кірістіру жоғалуы (SET2DIL) 4 портты VNA көмегімен дифференциалды кірістіру жоғалту сынағынан ерекшеленеді. Бұл әдіс дифференциалды тарату желісіне TDR қадамдық жауабын беру үшін екі портты TDR құралын пайдаланады , 7-суретте көрсетілгендей дифференциалды тарату желісінің соңы тұйықталған. SET2DIL әдісінің типтік өлшеу жиілігі диапазоны 2 ГГц ~ 12 ГГц және өлшеу дәлдігіне негізінен сынақ кабелінің сәйкес келмейтін кідірісі және DUT кедергісінің сәйкес келмеуі әсер етеді. SET2DIL әдісінің артықшылығы қымбат 4 портты VNA және оның калибрлеу бөліктерін пайдаланудың қажеті жоқ. Тексерілетін бөліктің беру желісінің ұзындығы VNA әдісінің жартысы ғана. Калибрлеу бөлігі қарапайым құрылымға ие және калибрлеу уақыты айтарлықтай қысқарады. Бұл ПХД өндірісі үшін өте қолайлы. Пакеттік сынақ, 8-суретте көрсетілгендей.

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

3 Сынақ жабдықтары және сынақ нәтижелері

SET2DIL сынақ тақтасы, SPP сынақ тақтасы және Multi-Line TRL сынақ тақтасы диэлектрлік өтімділігі 3.8, диэлектрлік шығын 0.008 және RTF мыс фольгасы бар CCL көмегімен жасалған; сынақ жабдығы DSA8300 сынама алу осциллографы және E5071C векторлық желі анализаторы болды; әр әдістің дифференциалды кірістіру жоғалуы Сынақ нәтижелері 2-кестеде көрсетілген.

ПХД баспа схемасының сигнал тұтастығына әсер етуші факторларды талдау

4 Қорытынды

Бұл мақала негізінен қазіргі уақытта салада қолданылатын ПХД беру желісінің сигнал жоғалуын өлшеудің бірнеше әдістерін ұсынады. Қолданылатын әртүрлі сынақ әдістеріне байланысты өлшенген кірістіру жоғалту мәндері әртүрлі және сынақ нәтижелерін көлденеңінен тікелей салыстыруға болмайды. Сондықтан сигналдың жоғалуын тексерудің сәйкес технологиясын әртүрлі техникалық әдістердің артықшылықтары мен шектеулеріне сәйкес таңдап, олардың қажеттіліктерімен біріктіру керек.