1 Introduction

Басылган райондук плата (ПКБ) сигналдын бүтүндүгү акыркы жылдары кызуу тема болуп калды. ПХБ сигналынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи боюнча көптөгөн ата мекендик изилдөө отчеттору бар, бирок сигналды жоготуу тести технологиянын учурдагы абалына киришүү салыштырмалуу сейрек кездешет.

ПХБ өткөргүч линиясынын сигналын жоготуу булагы өткөргүчтүн жоготуусу жана материалдын диэлектрдик жоготуусу болуп саналат, ошондой эле ага жез фольгага каршылык, жез фольгасынын оройлугу, радиациялык жоготуу, импеданстын дал келбестиги жана кайчылаш сыяктуу факторлор да таасир этет. Жеткирүү чынжырында жез капталган ламинат (CCL) өндүрүүчүлөрдүн жана PCB экспресс өндүрүүчүлөрдүн кабыл алуу көрсөткүчтөрү диэлектрдик туруктуу жана диэлектрик жоготууларды колдонушат; ал эми PCB экспресс өндүрүүчүлөрүнүн жана терминалдардын ортосундагы көрсөткүчтөр, адатта, 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, импеданс жана киргизүү жоготууларын колдонушат.

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

Жогорку ылдамдыктагы PCB долбоорлоо жана пайдалануу үчүн, ПХБ өткөрүү линияларынын сигнал жоготууларын кантип тез жана натыйжалуу өлчөө PCB дизайн параметрлерин орнотуу, симуляциялык мүчүлүштүктөрдү оңдоо жана өндүрүш процессин көзөмөлдөө үчүн чоң мааниге ээ.

2. PCB киргизүү жоготуу тестирлөө технологиясы учурдагы абалы

Учурда тармакта колдонулган PCB сигналын жоготуу тестирлөө ыкмалары колдонулган аспаптардан классификацияланат жана эки категорияга бөлүнөт: убакыт доменине негизделген же жыштык доменине негизделген. Убакыт доменинин тестирлөө инструменти – бул Time Domain Reflectometry (TDR) же убакыт доменин берүү метри (TImeDomain Transmission, TDT); жыштык доменинин сыноо аспабы вектордук тармак анализатору (VNA) болуп саналат. IPC-TM650 тест спецификациясында ПХБ сигналын жоготуу тестирлөө үчүн беш сыноо ыкмасы сунушталат: жыштык домен ыкмасы, эффективдүү өткөрүү ыкмасы, тамырдын импульстун энергия ыкмасы, кыска импульстун жайылуу ыкмасы, бир аягы TDR дифференциалдык киргизүү жоготуу ыкмасы.

2.1 Жыштык домен ыкмасы

Frequency Domain Method негизинен өткөргүч линиясынын S-параметрлерин өлчөө үчүн вектордук тармак анализаторун колдонот, киргизүү жоготуу маанисин түздөн-түз окуйт, андан кийин белгилүү бир жыштык диапазонундагы орточо киргизүү жоготууларынын ылайыктуу жантаюусун колдонот (мисалы, 1 ГГц ~ 5 ГГц) Башкарманын өтүүсүн/жоктугун өлчөө.

жыштык домен ыкмасын өлчөө тактыгынын айырмасы негизинен калибрлөө ыкмасынан келет. Калибрлөөнүн ар кандай ыкмаларына ылайык, ал SLOT (Кыска линия-ачык-тхru), көп линия TRL (Thru-Reflect-Line) жана Ecal (Электрондук калибрлөө) электрондук калибрлөө ыкмаларына бөлүнөт.

SLOT адатта стандарттуу калибрлөө ыкмасы катары каралат [5]. Калибрлөө моделинде 12 ката параметрлери бар. SLOT методунун калибрлөө тактыгы калибрлөө бөлүктөрү менен аныкталат. Жогорку тактыктагы калибрлөө бөлүктөрү өлчөө жабдууларын өндүрүүчүлөр тарабынан камсыз кылынат, бирок калибрлөө бөлүктөрү кымбат, Жана жалпысынан коаксиалдык чөйрө үчүн гана ылайыктуу, калибрлөө убакытты талап кылат жана өлчөө терминалдарынын саны көбөйгөн сайын геометриялык түрдө көбөйөт.

Multi-Line TRL ыкмасы негизинен коаксиалдуу эмес калибрлөө өлчөө үчүн колдонулат [6]. Колдонуучу колдонгон өткөргүч линиясынын материалына жана сыноо жыштыгына ылайык, TRL калибрлөө бөлүктөрү 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй иштелип чыккан жана өндүрүлгөн. Multi-Line TRL SLOTка караганда долбоорлоо жана өндүрүү оңой болгону менен, калибрлөө убактысы Multi-Line TRL ыкмасы да өлчөө терминалдарынын санынын өсүшү менен геометриялык көбөйөт.

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

Көп убакытты талап кылган калибрлөө маселесин чечүү үчүн өлчөөчү жабдууларды өндүрүүчүлөр Ecal электрондук калибрлөө ыкмасын киргизишкен [7]. Ecal берүү стандарты болуп саналат. Калибрлөө тактыгы негизинен баштапкы калибрлөө бөлүктөрү менен аныкталат. Ошол эле учурда, сыноо кабелинин туруктуулугу жана сыноо арматурасынын түзүлүшүнүн кайталанышы текшерилет. Тесттин тактыгына аткаруунун интерполяция алгоритми жана сыноо жыштыгы да таасирин тийгизет. Жалпысынан, электрондук калибрлөө комплектин колдонуп, эталондук бетти сыноо кабелинин аягына чейин калибрлөө үчүн, андан кийин арматуранын кабелдик узундугун компенсациялоо үчүн де-киргизүү ыкмасын колдонуңуз. 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй.

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

Мисал катары дифференциалдык электр өткөргүч линиясынын киргизүү жоготууларын алуу үчүн калибрлөөнүн үч ыкмасын салыштыруу 1-таблицада көрсөтүлгөн.

2.2 Натыйжалуу өткөрүү ыкмасы

Натыйжалуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү (EBW) катуу мааниде α өткөргүч линиясынын жоготууларынын сапаттык өлчөөсү. Бул киргизүү жоготуу сандык маанисин бере албайт, бирок EBW деп аталган параметрди камсыз кылат. Өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн эффективдүү ыкмасы бул TDR аркылуу берүү линиясына белгилүү бир көтөрүлүү убактысы бар кадам сигналын берүү, TDR инструменти менен DUT туташтырылгандан кийин көтөрүлүү убакытынын максималдуу жантайышын өлчөө жана аны жоготуу фактору катары аныктоо, MV менен /с. Тагыраак айтканда, ал аныктайт салыштырмалуу жалпы жоготуу коэффициенти, аны бетинен бетке же катмардан катмарга өткөрүүчү линиядагы жоготуудагы өзгөрүүлөрдү аныктоо үчүн колдонсо болот [8]. Максималдуу жантаюу түздөн-түз аспаптан өлчөнө тургандыктан, эффективдүү өткөрүү ыкмасы көбүнчө басма схемаларын массалык өндүрүштүк тестирлөө үчүн колдонулат. EBW тестинин схемалык схемасы 4-сүрөттө көрсөтүлгөн.

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

2.3 Тамырдын импульстук энергия ыкмасы

Root ImPulse Energy (RIE) адатта TDR инструментин шилтеме жоготуу линиясынын жана тесттик өткөрүү линиясынын TDR толкун формаларын алуу үчүн колдонот, андан кийин TDR толкун формаларында сигналды иштетет. RIE тест процесси 5-сүрөттө көрсөтүлгөн:

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

2.4 Кыска импульстун таралуу ыкмасы

Кыска импульстун жайылуу ыкмасы (Кыска импульстун жайылуусу, SPP деп аталат) сыноо принциби 30 мм жана 100 мм сыяктуу ар кандай узундуктагы эки өткөргүч линиясын өлчөө жана экөөнүн ортосундагы айырманы өлчөө аркылуу параметрдин алсыздануу коэффициентин жана фазасын алуу болуп саналат. берүү линияларынын узундугу. Туруктуу, 6-сүрөттө көрсөтүлгөндөй. Бул ыкманы колдонуу туташтыргычтардын, кабелдердин, зонддордун жана осциллографтын тактыгынын таасирин азайтат. Эгерде жогорку натыйжалуу TDR инструменттери жана IFN (Impulse Forming Network) колдонулса, сыноо жыштыгы 40 ГГц чейин болушу мүмкүн.

2.5 Single-аягы TDR дифференциалдык киргизүү жоготуу ыкмасы

Single-Ended TDR to Differential Insertion Loss (SET2DIL) 4-порт VNA аркылуу дифференциалдык киргизүү жоготуу сынагынан айырмаланат. Бул ыкма дифференциалдык өткөргүч линиясына TDR кадамынын жообун берүү үчүн эки порттуу TDR инструментин колдонот , Дифференциалдык өткөргүч линиясынын аягы 7-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кыскартылган. SET2DIL ыкмасынын типтүү өлчөө жыштык диапазону 2 ГГц ~ 12 ГГц жана өлчөө тактыгына негизинен сыноо кабелинин ыраатсыз кечигүүсү жана DUTдин импеданстын дал келбеши таасир этет. SET2DIL ыкмасынын артыкчылыгы кымбат 4-порт VNA жана анын калибрлөө бөлүктөрүн колдонуунун кереги жок. Сыналган бөлүктүн өткөргүч линиясынын узундугу VNA ыкмасынын жарымын гана түзөт. Калибрлөө бөлүгү жөнөкөй түзүлүшкө ээ жана калибрлөө убактысы абдан кыскарган. Бул PCB өндүрүү үчүн абдан ылайыктуу болуп саналат. Партиялык тест, 8-сүрөттө көрсөтүлгөндөй.

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

3 Сыноо жабдуулары жана сыноолордун натыйжалары

SET2DIL сыноо тактасы, SPP сыноо тактасы жана Multi-Line TRL сыноо тактасы 3.8 диэлектрдик туруктуулугу, 0.008 диэлектрдик жоготуусу жана RTF жез фольгасы менен CCL колдонуу менен жасалган; сыноо жабдуулары DSA8300 үлгү алуу осциллографы жана E5071C вектордук тармак анализатору болгон; Ар бир методдун дифференциалдык киргизүү жоготуулары Сыноонун натыйжалары 2-таблицада көрсөтүлгөн.

PCB басма схемасынын бүтүндүгүнө таасир этүүчү факторлордун анализи

4 Жыйынтык

Бул макалада, негизинен, бир нече PCB өткөргүч линия сигнал жоготуу өлчөө ыкмалары азыркы учурда тармагында колдонулат киргизет. Колдонулган ар кандай сыноо ыкмаларына байланыштуу, өлчөнгөн киргизүү жоготуу маанилери ар түрдүү жана тесттин натыйжаларын түз горизонталдуу салыштырууга болбойт. Ошондуктан, тиешелүү сигнал жоготуу сыноо технологиясы ар кандай техникалык ыкмалардын артыкчылыктары жана чектөөлөр ылайык тандалып алынышы керек, жана өз муктаждыктары менен айкалыштырылган.