ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

1 танилцуулга

Цахилгаан гүйдлийн хавтан (ПХБ) дохионы бүрэн бүтэн байдал нь сүүлийн жилүүдэд халуун сэдэв болоод байна. ПХБ-ын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлж буй хүчин зүйлсийн шинжилгээний талаар дотоодын олон судалгааны тайлангууд байдаг боловч дохио алдагдах тест Технологийн өнөөгийн байдлын талаархи танилцуулга харьцангуй ховор байдаг.

ipcb

ПХБ дамжуулах шугамын дохионы алдагдлын эх үүсвэр нь дамжуулагчийн алдагдал ба материалын диэлектрик алдагдал бөгөөд зэс тугалган цаасны эсэргүүцэл, зэс тугалган барзгар байдал, цацрагийн алдагдал, эсэргүүцлийн үл нийцэх байдал, хөндлөн огтлолцол зэрэг хүчин зүйлүүд нөлөөлдөг. Нийлүүлэлтийн сүлжээнд зэс бүрсэн ламинат (CCL) үйлдвэрлэгчид болон ПХБ-ийн экспресс үйлдвэрлэгчдийн хүлээн авах үзүүлэлтүүд нь диэлектрик тогтмол ба диэлектрик алдагдлыг ашигладаг; Харин ПХБ-ийн экспресс үйлдвэрлэгчид болон терминалуудын хоорондох үзүүлэлтүүд нь ихэвчлэн 1-р зурагт үзүүлсэн шиг эсэргүүцэл ба оруулгын алдагдлыг ашигладаг.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

Өндөр хурдны ПХБ-ийн дизайн, ашиглалтын хувьд ПХБ дамжуулах шугамын дохионы алдагдлыг хэрхэн хурдан, үр дүнтэй хэмжих нь ПХБ-ийн дизайны параметрүүдийг тохируулах, загварчлалын дибаг хийх, үйлдвэрлэлийн процессыг хянахад ихээхэн ач холбогдолтой юм.

2. ПХБ оруулах алдагдлыг шалгах технологийн өнөөгийн байдал

Одоогийн байдлаар салбарт ашиглагдаж байгаа ПХБ дохионы алдагдлыг шалгах аргуудыг ашигласан хэрэглүүрээс ангилж, цаг хугацааны мужид суурилсан эсвэл давтамжийн домэйн дээр суурилсан хоёр ангилалд хувааж болно. Цагийн домэйн тестийн хэрэгсэл нь Time Domain Reflectometry (TDR) эсвэл цагийн домэйн дамжуулалтын тоолуур (TImeDomain Transmission, TDT); давтамжийн домэйн туршилтын хэрэгсэл нь Вектор сүлжээний анализатор (VNA) юм. IPC-TM650 туршилтын тодорхойлолтод ПХБ дохионы алдагдлыг шалгах таван туршилтын аргыг санал болгож байна: давтамжийн домэйны арга, үр дүнтэй зурвасын өргөн арга, эх импульсийн энергийн арга, богино импульсийн тархалтын арга, нэг төгсгөлтэй TDR дифференциал оруулах алдагдлын арга.

2.1 Давтамжийн домайн арга

Давтамжийн домэйны арга нь дамжуулалтын шугамын S-параметрүүдийг хэмжихийн тулд голчлон вектор сүлжээний анализаторыг ашигладаг, оруулгын алдагдлын утгыг шууд уншиж, дараа нь тодорхой давтамжийн мужид (1 GHz ~ гэх мэт) оруулах дундаж алдагдлын тохирох налууг ашигладаг. 5 GHz) Самбарын дамжуулалт/бүтэлгүйтлийг хэмжинэ.

Давтамжийн хүрээний аргын хэмжилтийн нарийвчлалын ялгаа нь голчлон шалгалт тохируулгын аргаас үүдэлтэй. Шалгалт тохируулгын янз бүрийн аргуудын дагуу үүнийг SLOT (Богино шугам-Нээлттэй-Thru), Олон шугам TRL (Thru-Reflect-Line) болон Ecal (Цахим шалгалт тохируулга) гэсэн хоёр төрөлд хувааж болно.

SLOT-ийг ихэвчлэн стандарт тохируулгын арга гэж үздэг [5]. Шалгалт тохируулгын загвар нь 12 алдааны параметртэй. SLOT аргын шалгалт тохируулгын нарийвчлалыг тохируулгын хэсгүүдээр тодорхойлно. Өндөр нарийвчлалтай тохируулгын хэсгүүдийг хэмжих төхөөрөмжийн үйлдвэрлэгчид өгдөг боловч тохируулгын хэсгүүд нь үнэтэй байдаг бөгөөд ерөнхийдөө зөвхөн коаксиаль орчинд тохиромжтой, тохируулга нь цаг хугацаа их шаарддаг бөгөөд хэмжилтийн терминалын тоо нэмэгдэх тусам геометрийн хувьд нэмэгддэг.

Multi-Line TRL аргыг коаксиаль бус тохируулгын хэмжилтэнд голчлон ашигладаг [6]. Хэрэглэгчийн ашигласан дамжуулах шугамын материал болон туршилтын давтамжаас хамааран TRL тохируулгын хэсгүүдийг Зураг 2-т үзүүлсэн шиг зохион бүтээж, үйлдвэрлэдэг. Хэдийгээр олон шугамын TRL нь SLOT-ээс илүү хялбар дизайн, үйлдвэрлэхэд хялбар байдаг. Олон шугамын TRL арга нь хэмжилтийн терминалын тоо нэмэгдэхийн хэрээр геометрийн хувьд нэмэгддэг.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

Цаг хугацаа шаардсан шалгалт тохируулгын асуудлыг шийдэхийн тулд хэмжилтийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид Ecal цахим тохируулгын аргыг нэвтрүүлсэн [7]. Ecal бол дамжуулах стандарт юм. Шалгалт тохируулгын нарийвчлалыг голчлон тохируулгын анхны хэсгүүдээр тодорхойлно. Үүний зэрэгцээ туршилтын кабелийн тогтвортой байдал, туршилтын бэхэлгээний төхөөрөмжийн давхардлыг шалгана. Гүйцэтгэл ба туршилтын давтамжийн интерполяцийн алгоритм нь туршилтын нарийвчлалд нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө электрон шалгалт тохируулгын иж бүрдлийг ашиглан туршилтын кабелийн төгсгөл хүртэл жишиг гадаргууг тохируулж, дараа нь бэхэлгээний кабелийн уртыг нөхөхийн тулд буулгах аргыг ашиглана. 3-р зурагт үзүүлснээр.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

Дифференциал дамжуулах шугамын оруулгын алдагдлыг жишээ болгон авахын тулд тохируулгын гурван аргын харьцуулалтыг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв.

2.2 Үр дүнтэй зурвасын өргөн арга

Үр дүнтэй зурвасын өргөн (EBW) нь хатуу утгаараа дамжуулах шугамын алдагдлыг α чанарын хэмжүүр юм. Энэ нь оруулах алдагдлын тоон утгыг өгч чадахгүй ч EBW хэмээх параметрийг өгдөг. Үр дүнтэй зурвасын өргөн арга нь TDR-ээр дамжуулан дамжуулах шугам руу тодорхой өсөлтийн хугацаатай алхамын дохиог дамжуулах, TDR хэрэгсэл болон DUT-ийг холбосны дараа өсөх хугацааны хамгийн их налууг хэмжиж, алдагдлын хүчин зүйл болгон тодорхойлоход оршино. /с. Илүү нарийн яривал энэ нь харьцангуй нийт алдагдлын коэффициентийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь гадаргаас гадаргуу эсвэл давхарга хүртэлх дамжуулах шугамын алдагдлын өөрчлөлтийг тодорхойлоход ашиглаж болно [8]. Хамгийн их налууг багажнаас шууд хэмжиж болох тул хэвлэмэл хэлхээний хавтанг масс үйлдвэрлэх туршилт хийхэд үр дүнтэй зурвасын өргөн аргыг ихэвчлэн ашигладаг. EBW тестийн бүдүүвч диаграммыг Зураг 4-т үзүүлэв.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

2.3 Үндэс импульсийн энергийн арга

Root ImPulse Energy (RIE) нь ихэвчлэн TDR багаж ашиглан жишиг алдагдлын шугам болон туршилтын дамжуулах шугамын TDR долгионы хэлбэрийг олж аваад дараа нь TDR долгионы хэлбэрт дохио боловсруулалт хийдэг. RIE туршилтын үйл явцыг Зураг 5-т үзүүлэв.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

2.4 Богино импульсийн тархалтын арга

Богино импульсийн тархалтын арга (Богино импульсийн тархалт, SPP гэгддэг) туршилтын зарчим нь 30 мм ба 100 мм гэх мэт өөр өөр урттай хоёр дамжуулах шугамыг хэмжиж, хоёрын хоорондох зөрүүг хэмжих замаар параметрийн сулралтын коэффициент ба фазын ялгах явдал юм. дамжуулах шугамын урт. Тогтмол, Зураг 6-д үзүүлсэн шиг. Энэ аргыг хэрэглэснээр холбогч, кабель, датчик, осциллографын нарийвчлалын нөлөөллийг багасгах боломжтой. Хэрэв өндөр хүчин чадалтай TDR хэрэгслүүд болон IFN (Impulse Forming Network) ашигладаг бол туршилтын давтамж 40 GHz хүртэл өндөр байж болно.

2.5 Нэг төгсгөлтэй TDR дифференциал оруулах алдагдлын арга

Нэг төгсгөлтэй TDR-аас дифференциал оруулах алдагдал (SET2DIL) нь 4 порт VNA ашиглан дифференциал оруулах алдагдлын тестээс ялгаатай. Энэ арга нь дифференциал дамжуулах шугам руу TDR алхамын хариуг дамжуулахын тулд хоёр порттой TDR багажийг ашигладаг , Дифференциал дамжуулах шугамын төгсгөлийг Зураг 7-д үзүүлсэн шиг богиносгосон байна. SET2DIL аргын ердийн хэмжилтийн давтамжийн хүрээ нь 2 GHz ~ байна. 12 GHz ба хэмжилтийн нарийвчлалд голчлон туршилтын кабелийн тогтворгүй саатал, DUT-ийн эсэргүүцлийн үл нийцэх байдал нөлөөлдөг. SET2DIL аргын давуу тал нь үнэтэй 4 порттой VNA болон түүний тохируулгын хэсгүүдийг ашиглах шаардлагагүй юм. Туршилтанд хамрагдсан хэсгийн дамжуулах шугамын урт нь VNA аргын зөвхөн хагас нь юм. Шалгалт тохируулгын хэсэг нь энгийн бүтэцтэй бөгөөд шалгалт тохируулгын хугацаа ихээхэн багасдаг. Энэ нь ПХБ үйлдвэрлэхэд маш тохиромжтой. Багцын туршилтыг Зураг 8-д үзүүлэв.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

3 Туршилтын төхөөрөмж, туршилтын үр дүн

SET2DIL туршилтын самбар, SPP туршилтын самбар болон Олон шугамын TRL туршилтын хавтанг 3.8 диэлектрик тогтмол, 0.008 диэлектрик алдагдал, RTF зэс тугалган цаасыг ашиглан хийсэн CCL; туршилтын төхөөрөмж DSA8300 дээж авах осциллограф ба E5071C вектор сүлжээний анализатор; арга тус бүрийн дифференциал оруулах алдагдал Туршилтын үр дүнг Хүснэгт 2-т үзүүлэв.

ПХБ хэвлэмэл хэлхээний самбарын дохионы бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн шинжилгээ

4 дүгнэлт

Энэ нийтлэлд одоогоор салбарт ашиглагдаж буй ПХБ дамжуулах шугамын дохионы алдагдлыг хэмжих хэд хэдэн аргыг танилцуулж байна. Туршилтын янз бүрийн аргуудын улмаас хэмжсэн оруулгын алдагдлын утга өөр өөр байдаг тул туршилтын үр дүнг хэвтээ байдлаар шууд харьцуулах боломжгүй юм. Тиймээс дохионы алдагдлыг шалгах зохих технологийг техникийн янз бүрийн аргын давуу тал, хязгаарлалтын дагуу сонгож, өөрийн хэрэгцээтэй хослуулах хэрэгтэй.