Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

1 Introduzzjoni

B’ċirkwit stampat L-integrità tas-sinjal (PCB) kienet suġġett jaħraq f’dawn l-aħħar snin. Kien hemm ħafna rapporti ta ‘riċerka domestika dwar l-analiżi tal-fatturi li jaffettwaw l-integrità tas-sinjal tal-PCB, iżda t-test tat-telf tas-sinjal Introduzzjoni għall-istat attwali tat-teknoloġija hija relattivament rari.

ipcb

Is-sors tat-telf tas-sinjal tal-linja tat-trażmissjoni tal-PCB huwa t-telf tal-konduttur u t-telf dielettriku tal-materjal, u huwa wkoll affettwat minn fatturi bħal reżistenza tal-fojl tar-ram, ħruxija tal-fojl tar-ram, telf ta ‘radjazzjoni, nuqqas ta’ qbil fl-impedenza, u crosstalk. Fil-katina tal-provvista, l-indikaturi ta ‘aċċettazzjoni tal-manifatturi tal-laminat miksi bir-ram (CCL) u l-manifatturi tal-PCB express jużaw kostanti dielettrika u telf dielettriku; filwaqt li l-indikaturi bejn il-manifatturi u t-terminals tal-PCB express normalment jużaw impedenza u telf ta ‘inserzjoni, kif muri fil-Figura 1.

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

Għal disinn u użu ta ‘PCB b’veloċità għolja, kif jitkejjel malajr u b’mod effettiv it-telf tas-sinjal tal-linji ta’ trażmissjoni tal-PCB huwa ta ‘sinifikat kbir għall-issettjar tal-parametri tad-disinn tal-PCB, debugging ta’ simulazzjoni, u kontroll tal-proċess ta ‘produzzjoni.

2. L-istatus attwali tat-teknoloġija tal-ittestjar tat-telf tal-inserzjoni tal-PCB

Il-metodi ta ‘ttestjar tat-telf tas-sinjal tal-PCB użati bħalissa fl-industrija huma kklassifikati mill-istrumenti użati, u jistgħu jinqasmu f’żewġ kategoriji: ibbażati fuq id-dominju tal-ħin jew ibbażati fuq id-dominju tal-frekwenza. L-istrument tat-test tad-dominju tal-ħin huwa Reflectometry tad-Dominju tal-Ħin (TDR) jew miter tat-trasmissjoni tad-dominju tal-ħin (TimeDomain Transmission, TDT); l-istrument tat-test tad-dominju tal-frekwenza huwa Vector Network Analyzer (VNA). Fl-ispeċifikazzjoni tat-test IPC-TM650, ħames metodi tat-test huma rakkomandati għall-ittestjar tat-telf tas-sinjali tal-PCB: metodu ta ‘dominju tal-frekwenza, metodu ta’ bandwidth effettiv, metodu tal-enerġija tal-polz tal-għeruq, metodu ta ‘propagazzjoni tal-polz qasir, metodu ta’ telf ta ‘inserzjoni differenzjali TDR b’tarf wieħed.

2.1 Metodu tad-dominju tal-frekwenza

Il-Metodu tad-Dominju tal-Frekwenza juża prinċipalment analizzatur tan-netwerk tal-vettur biex ikejjel il-parametri S tal-linja ta ‘trażmissjoni, jaqra direttament il-valur tat-telf tal-inserzjoni, u mbagħad juża l-inklinazzjoni tat-twaħħil tat-telf medju tal-inserzjoni f’firxa ta’ frekwenza speċifika (bħal 1 GHz ~ 5 GHz) Kejjel il-pass/fail tal-bord.

Id-differenza fl-eżattezza tal-kejl tal-metodu tad-dominju tal-frekwenza ġejja prinċipalment mill-metodu tal-kalibrazzjoni. Skont il-metodi ta ‘kalibrazzjoni differenti, jista’ jiġi suddiviż f’metodi ta ‘kalibrazzjoni elettronika SLOT (Short-Line-Open-Thru), Multi-Line TRL (Thru-Reflect-Line) u Ecal (kalibrazzjoni Elettronika).

SLOT ġeneralment jitqies bħala metodu ta’ kalibrazzjoni standard [5]. Il-mudell ta ‘kalibrazzjoni għandu 12-il parametru ta’ żball. L-eżattezza tal-kalibrazzjoni tal-metodu SLOT hija determinata mill-partijiet tal-kalibrazzjoni. Il-partijiet tal-kalibrazzjoni ta ‘preċiżjoni għolja huma pprovduti mill-manifatturi tat-tagħmir tal-kejl, iżda l-partijiet tal-kalibrazzjoni huma għaljin, U ġeneralment adattati biss għal ambjent koassjali, il-kalibrazzjoni tieħu ħafna ħin u tiżdied ġeometrikament hekk kif in-numru ta’ terminali tal-kejl jiżdied.

Il-metodu TRL Multi-Line jintuża prinċipalment għall-kejl tal-kalibrazzjoni mhux koassjali [6]. Skond il-materjal tal-linja ta ‘trażmissjoni użata mill-utent u l-frekwenza tat-test, il-partijiet tal-kalibrazzjoni TRL huma ddisinjati u prodotti, kif muri fil-Figura 2. Għalkemm Multi-Line TRL huwa aktar faċli biex tiddisinja u timmanifattura minn SLOT, il-ħin tal-kalibrazzjoni ta ‘ Il-metodu Multi-Line TRL jiżdied ukoll ġeometrikament maż-żieda tan-numru ta ‘terminals tal-kejl.

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

Sabiex issolvi l-problema tal-kalibrazzjoni li tieħu ħafna ħin, il-manifatturi tat-tagħmir tal-kejl introduċew il-metodu ta ‘kalibrazzjoni elettronika Ecal [7]. Ecal huwa standard ta ‘trasmissjoni. L-eżattezza tal-kalibrazzjoni hija ddeterminata prinċipalment mill-partijiet tal-kalibrazzjoni oriġinali. Fl-istess ħin, l-istabbiltà tal-kejbil tat-test u d-duplikazzjoni tal-apparat tal-apparat tat-test huma ttestjati. L-algoritmu ta ‘interpolazzjoni tal-prestazzjoni u l-frekwenza tat-test għandu wkoll impatt fuq l-eżattezza tat-test. Ġeneralment, uża l-kit ta ‘kalibrazzjoni elettronika biex tikkalibra l-wiċċ ta’ referenza sat-tarf tal-kejbil tat-test, u mbagħad uża l-metodu ta ‘de-embedding biex tikkumpensa t-tul tal-kejbil tal-apparat. Kif muri fil-Figura 3.

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

Biex tikseb it-telf ta ‘inserzjoni tal-linja ta’ trasmissjoni differenzjali bħala eżempju, it-tqabbil tat-tliet metodi ta ‘kalibrazzjoni jidher fit-Tabella 1.

2.2 Metodu effettiv tal-bandwidth

Bandwidth effettiv (EBW) huwa kejl kwalitattiv tat-telf tal-linja ta ‘trażmissjoni α f’sens strett. Ma jistax jipprovdi valur kwantitattiv ta ‘telf ta’ inserzjoni, iżda jipprovdi parametru msejjaħ EBW. Il-metodu tal-bandwidth effettiv huwa li jittrasmetti sinjal pass b’ħin ta ‘żieda speċifiku għal-linja ta’ trażmissjoni permezz ta ‘TDR, kejjel l-inklinazzjoni massima tal-ħin ta’ żieda wara li l-istrument TDR u d-DUT ikunu konnessi, u tiddeterminaha bħala l-fattur ta ‘telf, f’MV /s. B’mod aktar preċiż, Dak li jiddetermina huwa fattur relattiv ta ‘telf totali, li jista’ jintuża biex jidentifika l-bidliet fit-telf tal-linja ta ‘trażmissjoni minn wiċċ għal wiċċ jew saff għal saff [8]. Peress li l-inklinazzjoni massima tista ‘titkejjel direttament mill-istrument, il-metodu tal-bandwidth effettiv ħafna drabi jintuża għall-ittestjar tal-produzzjoni tal-massa ta’ bordijiet ta ‘ċirkwiti stampati. Id-dijagramma skematika tat-test EBW tidher fil-Figura 4.

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

2.3 Metodu tal-enerġija tal-polz tal-għeruq

Root ImPulse Energy (RIE) normalment juża strument TDR biex jikseb il-forom tal-mewġ TDR tal-linja tat-telf ta ‘referenza u l-linja tat-trażmissjoni tat-test, u mbagħad iwettaq l-ipproċessar tas-sinjal fuq il-formoli tal-mewġ TDR. Il-proċess tat-test RIE jidher fil-Figura 5:

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

2.4 Metodu ta ‘propagazzjoni tal-polz qasir

Il-prinċipju tat-test tal-metodu tal-propagazzjoni tal-polz qasir (Propagazzjoni tal-impulsi qosra, imsejjaħ SPP) huwa li jkejjel żewġ linji ta ‘trażmissjoni ta’ tulijiet differenti, bħal 30 mm u 100 mm, u estratt il-koeffiċjent tal-attenwazzjoni tal-parametru u l-fażi billi tkejjel id-differenza bejn it-tnejn. tulijiet tal-linja tat-trasmissjoni. Kostanti, kif muri fil-Figura 6. L-użu ta ‘dan il-metodu jista’ jimminimizza l-impatt ta ‘konnetturi, kejbils, sondi, u l-eżattezza tal-oxxilloskopju. Jekk jintużaw strumenti TDR ta ‘prestazzjoni għolja u IFN (Impulse Forming Network), il-frekwenza tat-test tista’ tkun għolja daqs 40 GHz.

2.5 Metodu ta ‘telf ta’ inserzjoni differenzjali TDR single-ended

Single-Ended TDR għal Telf ta ‘Inserzzjoni Differenzjali (SET2DIL) huwa differenti mit-test ta’ telf ta ‘inserzjoni differenzjali bl-użu ta’ VNA 4-port. Dan il-metodu juża strument TDR b’żewġ portijiet biex jittrasmetti r-rispons tal-pass TDR għal-linja ta ‘trasmissjoni differenzjali , It-tarf tal-linja ta’ trasmissjoni differenzjali huwa mqassar, kif muri fil-Figura 7. Il-firxa ta ‘frekwenza ta’ kejl tipika tal-metodu SET2DIL hija 2 GHz ~ 12 GHz, u l-eżattezza tal-kejl hija prinċipalment affettwata mid-dewmien inkonsistenti tal-kejbil tat-test u n-nuqqas ta ‘qbil fl-impedenza tad-DUT. Il-vantaġġ tal-metodu SET2DIL huwa li m’hemmx bżonn li tuża VNA għali b’4 ports u l-partijiet ta ‘kalibrazzjoni tiegħu. It-tul tal-linja ta ‘trażmissjoni tal-parti ttestjata huwa biss nofs il-metodu VNA. Il-parti tal-kalibrazzjoni għandha struttura sempliċi u l-ħin tal-kalibrazzjoni jitnaqqas ħafna. Huwa adattat ħafna għall-manifattura tal-PCB. Test tal-lott, kif muri fil-Figura 8.

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

3 Tagħmir tat-test u riżultati tat-test

Bord tat-test SET2DIL, bord tat-test SPP u bord tat-test Multi-Line TRL saru bl-użu ta ‘CCL b’kostanti dielettrika ta’ 3.8, telf dielettriku ta ‘0.008, u fojl tar-ram RTF; tagħmir tat-test kien oxxilloskopju kampjunar DSA8300 u analizzatur tan-netwerk vettur E5071C; telf ta’ inserzjoni differenzjali ta’ kull metodu Ir-riżultati tat-test huma murija fit-Tabella 2.

Analiżi tal-Fatturi li Jinfluwenzaw l-Integrità tas-Sinjal tal-Bord taċ-Ċirkwit Stampat tal-PCB

4 Konklużjoni

Dan l-artikolu prinċipalment jintroduċi diversi metodi ta ‘kejl tat-telf tas-sinjal tal-linja ta’ trażmissjoni tal-PCB użati bħalissa fl-industrija. Minħabba l-metodi tat-test differenti użati, il-valuri mkejla tat-telf tal-inserzjoni huma differenti, u r-riżultati tat-test ma jistgħux jitqabblu direttament orizzontalment. Għalhekk, it-teknoloġija xierqa tat-test tat-telf tas-sinjal għandha tintgħażel skont il-vantaġġi u l-limitazzjonijiet ta ‘diversi metodi tekniċi, u flimkien mal-bżonnijiet tagħhom stess.