1 សេចក្តីផ្តើម

បន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព ភាពសុចរិតនៃសញ្ញា (PCB) គឺជាប្រធានបទដ៏ក្តៅគគុកក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។ មាន​របាយការណ៍​ស្រាវ​ជ្រាវ​ក្នុង​ស្រុក​ជា​ច្រើន​លើ​ការ​វិភាគ​លើ​កត្តា​ដែល​ប៉ះពាល់​ដល់​ភាព​សុចរិត​នៃ​សញ្ញា​ PCB ប៉ុន្តែ​ការ​ធ្វើ​តេស្ត​បាត់បង់​សញ្ញា​ សេចក្តី​ណែនាំ​អំពី​ស្ថានភាព​បច្ចេកវិទ្យា​បច្ចុប្បន្ន​គឺ​កម្រ​មាន​ណាស់។

ប្រភពនៃការបាត់បង់សញ្ញានៃខ្សែបញ្ជូន PCB គឺជាការបាត់បង់ conductor និងការបាត់បង់ dielectric នៃសម្ភារៈ ហើយវាក៏ត្រូវបានរងផលប៉ះពាល់ដោយកត្តាដូចជា ភាពធន់នៃសន្លឹកទង់ដែង ភាពរដុបនៃបន្ទះស្ពាន់ ការបាត់បង់វិទ្យុសកម្ម ភាពមិនស៊ីគ្នានៃ impedance និង crosstalk ។ នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ សូចនាករទទួលយកនៃក្រុមហ៊ុនផលិតស្ពាន់ clad laminate (CCL) និងក្រុមហ៊ុនផលិត PCB Express ប្រើប្រាស់ dielectric constant និង dielectric loss; ខណៈពេលដែលសូចនាកររវាងក្រុមហ៊ុនផលិត PCB Express និងស្ថានីយជាធម្មតាប្រើ impedance និងការបាត់បង់ការបញ្ចូល ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

សម្រាប់ការរចនា និងការប្រើប្រាស់ PCB ដែលមានល្បឿនលឿន របៀបវាស់វែងការបាត់បង់សញ្ញានៃខ្សែបញ្ជូន PCB យ៉ាងរហ័ស និងមានប្រសិទ្ធភាព មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់ការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការរចនា PCB ការកែកំហុសការក្លែងធ្វើ និងការគ្រប់គ្រងដំណើរការផលិត។

2. ស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ននៃបច្ចេកវិទ្យាតេស្តការបាត់បង់ការបញ្ចូល PCB

វិធីសាស្ត្រសាកល្បងការបាត់បង់សញ្ញា PCB ដែលប្រើក្នុងឧស្សាហកម្មបច្ចុប្បន្នត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ពីឧបករណ៍ដែលបានប្រើ ហើយអាចបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖ ផ្អែកលើដែនពេលវេលា ឬផ្អែកលើដែនប្រេកង់។ ឧបករណ៍ធ្វើតេស្តដែនពេលវេលាគឺ Time Domain Reflectometry (TDR) ឬឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ការបញ្ជូនដែនពេលវេលា (TImeDomain Transmission, TDT); ឧបករណ៍ធ្វើតេស្តដែនប្រេកង់គឺ Vector Network Analyzer (VNA)។ នៅក្នុងការបញ្ជាក់ការធ្វើតេស្ត IPC-TM650 វិធីសាស្ត្រសាកល្បងចំនួន XNUMX ត្រូវបានណែនាំសម្រាប់ការធ្វើតេស្តការបាត់បង់សញ្ញា PCB៖ វិធីសាស្ត្រដែនប្រេកង់ វិធីសាស្ត្រកម្រិតបញ្ជូនដ៏មានប្រសិទ្ធភាព វិធីសាស្ត្រថាមពលជីពចរជា root វិធីសាស្ត្របន្តពូជជីពចរខ្លី វិធីសាស្ត្របាត់បង់ការបញ្ចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែល TDR តែមួយ។

2.1 វិធីសាស្រ្តដែនប្រេកង់

វិធីសាស្រ្តដែនប្រេកង់ភាគច្រើនប្រើឧបករណ៍វិភាគបណ្តាញវ៉ិចទ័រដើម្បីវាស់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ S នៃខ្សែបញ្ជូន អានដោយផ្ទាល់នូវតម្លៃការបាត់បង់សិលាចារឹក ហើយបន្ទាប់មកប្រើជម្រាលសមនៃការបាត់បង់ការបញ្ចូលជាមធ្យមក្នុងជួរប្រេកង់ជាក់លាក់មួយ (ដូចជា 1 GHz ~ 5 GHz) វាស់ការឆ្លងកាត់ / បរាជ័យនៃក្តារ។

ភាពខុសគ្នានៃភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងនៃវិធីសាស្ត្រដែនប្រេកង់ភាគច្រើនបានមកពីវិធីសាស្ត្រក្រិតតាមខ្នាត។ យោងទៅតាមវិធីសាស្រ្តនៃការក្រិតតាមខ្នាតផ្សេងៗគ្នា វាអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជា SLOT (Short-Line-Open-Thru), MulTI-Line TRL (Thru-Reflect-Line) និង Ecal (Electronic calibraTIion) វិធីសាស្ត្រក្រិតអេឡិចត្រូនិច។

SLOT ជាធម្មតាត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវិធីសាស្ត្រក្រិតតាមខ្នាតស្តង់ដារ [5]។ គំរូក្រិតមាន 12 ប៉ារ៉ាម៉ែត្រកំហុស។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការក្រិតតាមខ្នាតនៃវិធីសាស្ត្រ SLOT ត្រូវបានកំណត់ដោយផ្នែកក្រិត។ ផ្នែកក្រិតខ្នាតដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ត្រូវបានផ្តល់ដោយក្រុមហ៊ុនផលិតឧបករណ៍វាស់ ប៉ុន្តែផ្នែកក្រិតខ្នាតមានតម្លៃថ្លៃ ហើយជាទូទៅសមរម្យសម្រាប់តែបរិយាកាស coaxial ប៉ុណ្ណោះ ការក្រិតតាមខ្នាតគឺត្រូវការពេលវេលា និងបង្កើនតាមធរណីមាត្រនៅពេលដែលចំនួនស្ថានីយរង្វាស់កើនឡើង។

វិធីសាស្ត្រ MulTI-Line TRL ត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់ការវាស់វែងការក្រិតតាមខ្នាតដែលមិនមែនជា coaxial [6] ។ យោងតាមសម្ភារៈនៃខ្សែបញ្ជូនដែលបានប្រើដោយអ្នកប្រើប្រាស់ និងប្រេកង់សាកល្បង ផ្នែកក្រិត TRL ត្រូវបានរចនា និងផលិតដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2។ ទោះបីជា Multi-Line TRL មានភាពងាយស្រួលក្នុងការរចនា និងផលិតជាង SLOT ក៏ដោយ ក៏ពេលវេលានៃការក្រិតតាមខ្នាត។ វិធីសាស្ត្រ TRL ពហុបន្ទាត់ក៏កើនឡើងតាមធរណីមាត្រជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនស្ថានីយរង្វាស់។

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានៃការក្រិតតាមខ្នាតដែលប្រើពេលយូរ ក្រុមហ៊ុនផលិតឧបករណ៍វាស់ស្ទង់បានណែនាំវិធីសាស្ត្រក្រិតអេឡិចត្រូនិច Ecal [7] ។ Ecal គឺជាស្តង់ដារបញ្ជូន។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការក្រិតតាមខ្នាតត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយផ្នែកក្រិតខ្នាតដើម។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះស្ថេរភាពនៃខ្សែសាកល្បងនិងការស្ទួននៃឧបករណ៍ភ្ជាប់តេស្តត្រូវបានសាកល្បង។ ក្បួនដោះស្រាយ interpolation នៃការអនុវត្ត និងប្រេកង់សាកល្បងក៏មានឥទ្ធិពលលើភាពត្រឹមត្រូវនៃការធ្វើតេស្តផងដែរ។ ជាទូទៅ ប្រើឧបករណ៍ក្រិតអេឡិចត្រូនិច ដើម្បីក្រិតផ្ទៃយោងទៅចុងបញ្ចប់នៃខ្សែសាកល្បង ហើយបន្ទាប់មកប្រើវិធីសាស្ត្រ de-embedding ដើម្បីទូទាត់សងប្រវែងខ្សែរបស់ឧបករណ៍ភ្ជាប់។ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ។

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

ដើម្បីទទួលបានការបាត់បង់ការបញ្ចូលនៃខ្សែបញ្ជូនឌីផេរ៉ង់ស្យែលជាឧទាហរណ៍ ការប្រៀបធៀបនៃវិធីសាស្ត្រក្រិតតាមខ្នាតទាំងបីត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 1 ។

2.2 វិធីសាស្ត្រកម្រិតបញ្ជូនដ៏មានប្រសិទ្ធភាព

Effective Bandwidth (EBW) គឺជាការវាស់វែងគុណភាពនៃការបាត់បង់ខ្សែបញ្ជូន α ក្នុងន័យតឹងរឹង។ វាមិនអាចផ្តល់តម្លៃបរិមាណនៃការបាត់បង់ការបញ្ចូលទេ ប៉ុន្តែវាផ្តល់នូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រហៅថា EBW ។ វិធីសាស្ត្រកម្រិតបញ្ជូនដ៏មានប្រសិទ្ធភាពគឺការបញ្ជូនសញ្ញាជំហានជាមួយនឹងពេលវេលាកើនឡើងជាក់លាក់មួយទៅកាន់ខ្សែបញ្ជូនតាមរយៈ TDR វាស់ជម្រាលអតិបរមានៃពេលវេលាកើនឡើងបន្ទាប់ពីឧបករណ៍ TDR និង DUT ត្រូវបានភ្ជាប់ ហើយកំណត់វាជាកត្តាបាត់បង់នៅក្នុង MV /s ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត អ្វីដែលវាកំណត់គឺជាកត្តាការបាត់បង់សរុបដែលទាក់ទង ដែលអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណការផ្លាស់ប្តូរនៃការបាត់បង់ខ្សែបញ្ជូនពីផ្ទៃមួយទៅផ្ទៃ ឬស្រទាប់មួយទៅស្រទាប់ [8] ។ ដោយសារជម្រាលអតិបរិមាអាចត្រូវបានវាស់ដោយផ្ទាល់ពីឧបករណ៍ វិធីសាស្ត្រកម្រិតបញ្ជូនដ៏មានប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ការធ្វើតេស្តផលិតកម្មដ៏ធំនៃបន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព។ ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃការធ្វើតេស្ត EBW ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4 ។

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

2.3 វិធីសាស្រ្តថាមពលជីពចរឫស

Root ImPulse Energy (RIE) ជាធម្មតាប្រើឧបករណ៍ TDR ដើម្បីទទួលបានទម្រង់រលក TDR នៃបន្ទាត់បាត់បង់សេចក្តីយោង និងខ្សែបញ្ជូនសាកល្បង ហើយបន្ទាប់មកអនុវត្តដំណើរការសញ្ញានៅលើទម្រង់រលក TDR ។ ដំណើរការតេស្ត RIE ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5៖

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

2.4 វិធីសាស្រ្តបន្តពូជជីពចរខ្លី

វិធីសាស្រ្តនៃការបន្តពូជជីពចរខ្លី (Short Pulse Propagation ហៅថា SPP) គោលការណ៍តេស្តគឺវាស់ខ្សែបញ្ជូនពីរដែលមានប្រវែងខុសៗគ្នាដូចជា 30 mm និង 100 mm ហើយស្រង់ចេញនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រ attenuation coefficient និងដំណាក់កាលដោយវាស់ភាពខុសគ្នារវាងពីរ។ ប្រវែងខ្សែបញ្ជូន។ ថេរ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6. ការប្រើវិធីនេះអាចកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់នៃតំណភ្ជាប់ ខ្សែ ប្រូប និងភាពត្រឹមត្រូវនៃ oscilloscope ។ ប្រសិនបើឧបករណ៍ TDR ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និង IFN (Impulse Forming Network) ត្រូវបានប្រើ នោះប្រេកង់តេស្តអាចខ្ពស់រហូតដល់ 40 GHz ។

2.5 វិធីសាស្ត្របាត់បង់ការបញ្ចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែល TDR ចុងតែមួយ

ការបាត់បង់ការបញ្ចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែល (SET2DIL) ខុសពី TDR ចុងតែមួយទៅនឹងការបាត់បង់ការបញ្ចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែលដោយប្រើ 4-port VNA ។ វិធីសាស្រ្តនេះប្រើឧបករណ៍ TDR ច្រកពីរដើម្បីបញ្ជូនការឆ្លើយតបជំហាន TDR ទៅខ្សែបញ្ជូនឌីផេរ៉ង់ស្យែល ចុងបញ្ចប់នៃខ្សែបញ្ជូនឌីផេរ៉ង់ស្យែលត្រូវបានខ្លីដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7 ។ ជួរប្រេកង់រង្វាស់ធម្មតានៃវិធីសាស្ត្រ SET2DIL គឺ 2 GHz ~ 12 GHz ហើយភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងត្រូវបានប៉ះពាល់ជាចម្បងដោយការពន្យាពេលមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៃខ្សែសាកល្បង និងការមិនស៊ីគ្នានៃ impedance នៃ DUT ។ អត្ថប្រយោជន៍នៃវិធីសាស្ត្រ SET2DIL គឺថា មិនចាំបាច់ប្រើច្រក 4-VNA ដែលមានតម្លៃថ្លៃ និងផ្នែកក្រិតរបស់វានោះទេ។ ប្រវែងនៃខ្សែបញ្ជូននៃផ្នែកដែលបានសាកល្បងគឺត្រឹមតែពាក់កណ្តាលនៃវិធីសាស្ត្រ VNA ប៉ុណ្ណោះ។ ផ្នែកក្រិតមានរចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញ ហើយពេលវេលានៃការក្រិតតាមខ្នាតត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង។ វាស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការផលិត PCB ។ ការធ្វើតេស្តជាបាច់ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 8 ។

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

3 ឧបករណ៍ធ្វើតេស្ត និងលទ្ធផលតេស្ត

បន្ទះសាកល្បង SET2DIL, បន្ទះសាកល្បង SPP និងបន្ទះសាកល្បង Multi-Line TRL ត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើ CCL ជាមួយនឹងថេរ dielectric នៃ 3.8, ការបាត់បង់ dielectric នៃ 0.008 និង RTF foil ទង់ដែង; ឧបករណ៍តេស្តគឺ DSA8300 sampling oscilloscope និង E5071C vector network analyzer; ការបាត់បង់ការបញ្ចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃវិធីសាស្ត្រនីមួយៗ លទ្ធផលតេស្តត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 2 ។

ការវិភាគកត្តាឥទ្ធិពលនៃភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៃបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព PCB

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន 4 ។

អត្ថបទនេះណែនាំជាចម្បងនូវវិធីសាស្ត្រវាស់វែងការបាត់បង់សញ្ញានៃខ្សែបញ្ជូន PCB ជាច្រើនដែលប្រើក្នុងឧស្សាហកម្មនេះ។ ដោយសារតែវិធីសាស្រ្តធ្វើតេស្តផ្សេងគ្នាដែលបានប្រើ តម្លៃនៃការបាត់បង់ការបញ្ចូលដែលបានវាស់គឺខុសគ្នា ហើយលទ្ធផលតេស្តមិនអាចប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់ដោយផ្ដេកបានទេ។ ដូច្នេះ បច្ចេកវិជ្ជាតេស្តការបាត់បង់សញ្ញាសមស្របគួរតែត្រូវបានជ្រើសរើសដោយយោងទៅតាមគុណសម្បត្តិ និងដែនកំណត់នៃវិធីសាស្ត្របច្ចេកទេសផ្សេងៗ ហើយបូកបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងតម្រូវការផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេ។