پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

1 تعارف

ڇپيل سرڪٽ بورڊ (PCB) سگنل سالميت تازو سالن ۾ هڪ گرم موضوع آهي. پي سي بي سگنل جي سالميت کي متاثر ڪندڙ عنصرن جي تجزيي تي ڪيتريون ئي گهريلو تحقيقي رپورٽون آيون آهن، پر سگنل جي نقصان جو امتحان ٽيڪنالاجي جي موجوده حالت جو تعارف نسبتاً گهٽ آهي.

آئي پي سي بي

پي سي بي جي ٽرانسميشن لائين سگنل جي نقصان جو ذريعو موصل جي نقصان ۽ مواد جي ڊليڪٽرڪ نقصان آهي، ۽ اهو پڻ فڪر کان متاثر ٿئي ٿو جهڙوڪ ڪاپر ورق جي مزاحمت، تانبے جي ورق جي خرابي، تابڪاري جي نقصان، رڪاوٽ جي ميلاپ، ۽ crosstalk. سپلائي زنجير ۾، قبوليت جا اشارا ٽامي ڪلڊ ليمينيٽ (سي سي ايل) ٺاهيندڙن ۽ پي سي بي ايڪسپريس ٺاهيندڙن کي استعمال ڪن ٿا ڊايلڪٽرڪ مسلسل ۽ ڊائلٽرڪ نقصان؛ جڏهن ته پي سي بي ايڪسپريس ٺاهيندڙن ۽ ٽرمينلز جي وچ ۾ اشارا عام طور تي رڪاوٽ ۽ داخل ٿيڻ جي نقصان کي استعمال ڪندا آهن، جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي.

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

تيز رفتار پي سي بي جي ڊيزائن ۽ استعمال لاءِ، پي سي بي جي ٽرانسميشن لائينن جي سگنل جي نقصان کي تڪڙو ۽ مؤثر انداز ۾ ڪيئن ماپيو وڃي، پي سي بي جي ڊيزائن جي ماپن جي سيٽنگ، سموليشن ڊيبگنگ، ۽ پيداوار جي عمل جي ڪنٽرول لاءِ وڏي اهميت رکي ٿي.

2. پي سي بي جي داخل ٿيڻ نقصان جي جاچ ٽيڪنالاجي جي موجوده حيثيت

پي سي بي سگنل نقصان جي جاچ جا طريقا هن وقت صنعت ۾ استعمال ڪيا ويا آهن استعمال ٿيل اوزارن مان ورهايل آهن، ۽ ٻن ڀاڱن ۾ ورهائي سگهجن ٿا: وقت جي ڊومين جي بنياد تي يا فريڪوئنسي ڊومين جي بنياد تي. ٽائم ڊومين ٽيسٽ جو اوزار هڪ ٽائم ڊومين ريفليڪوميٽري (TDR) يا ٽائيم ڊومين ٽرانسميشن ميٽر (TImeDomain Transmission, TDT) آهي. فريڪوئنسي ڊومين ٽيسٽ جو اوزار هڪ ویکٹر نيٽورڪ اينالائيزر (VNA) آهي. IPC-TM650 ٽيسٽ جي وضاحت ۾، پي سي بي سگنل نقصان جي جاچ لاءِ پنج ٽيسٽ طريقن جي سفارش ڪئي وئي آهي: فریکوئنسي ڊومين جو طريقو، اثرائتو بينڊوڊٿ طريقو، روٽ پلس انرجي طريقو، شارٽ پلس پروپيگيشن جو طريقو، اڪيلو ختم ٿيل TDR فرقي داخل ڪرڻ نقصان جو طريقو.

2.1 فريڪوئنسي ڊومين جو طريقو

فريڪوئنسي ڊومين جو طريقو خاص طور تي ویکٹر نيٽورڪ اينالائيزر استعمال ڪري ٿو ٽرانسميشن لائن جي S-پيراميٽرز کي ماپڻ لاءِ، سڌو سنئون داخل ٿيڻ جي نقصان جي قيمت کي پڙهي ٿو، ۽ پوءِ استعمال ڪري ٿو سراسري داخل ٿيڻ جي نقصان جي مناسب سلپ کي مخصوص فريڪوئنسي رينج ۾ (جهڙوڪ 1 GHz ~ 5 GHz) بورڊ جي پاس / ناڪامي کي ماپ ڪريو.

تعدد ڊومين جي طريقي جي ماپ جي درستگي ۾ فرق خاص طور تي حساب ڪتاب جي طريقي سان اچي ٿو. مختلف حسابن جي طريقن جي مطابق، ان کي SLOT (Short-Line-Open-Thru)، MulTI-Line TRL (Thru-Reflect-Line) ۽ Ecal (Electronic calibration) برقي ڪيليبريشن طريقن ۾ ورهائي سگھجي ٿو.

SLOT کي عام طور تي معياري حساب ڪتاب جو طريقو سمجهيو ويندو آهي [5]. calibration ماڊل ۾ 12 نقص پيٽرول آهن. SLOT طريقي جي حساب ڪتاب جي درستگي انشانکن حصن جي ذريعي طئي ڪئي وئي آهي. ماپنگ سامان ٺاهيندڙن پاران اعليٰ درستي واري ڪيليبريشن جا حصا مهيا ڪيا ويندا آهن، پر انشانج جا حصا مهانگا هوندا آهن، ۽ عام طور تي صرف محوري ماحول لاءِ موزون هوندا آهن، حساب ڪتاب وقت لڳندو آهي ۽ جاميٽري طور تي وڌندو آهي جيئن ماپي ٽرمينل جو تعداد وڌندو آهي.

MulTI-Line TRL جو طريقو خاص طور تي استعمال ڪيو ويندو آھي غير ڪوئڪسيل ڪيليبريشن جي ماپ [6] لاءِ. صارف پاران استعمال ڪيل ٽرانسميشن لائن جي مواد ۽ ٽيسٽ فريڪوئنسي جي مطابق، TRL ڪيليبريشن جا حصا ٺهيل ۽ ٺاهيا ويا آهن، جيئن تصوير 2 ۾ ڏيکاريل آهي. جيتوڻيڪ ملٽي لائن TRL SLOT جي ڀيٽ ۾ ڊزائين ڪرڻ ۽ تيار ڪرڻ آسان آهي، ان جي حساب سان وقت ملٽي لائين TRL طريقو پڻ جاميٽري طور وڌائي ٿو ماپ جي ٽرمينل جي تعداد جي واڌ سان.

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

وقت سازي جي حساب ڪتاب جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاء، ماپ جي سامان ٺاهيندڙن کي متعارف ڪرايو آهي Ecal اليڪٽرانڪ calibration طريقو [7]. Ecal هڪ ٽرانسميشن معيار آهي. calibration جي درستگي بنيادي طور تي اصل calibration حصن طرفان طئي ڪيو ويندو آهي. ساڳئي وقت، ٽيسٽ ڪيبل جي استحڪام ۽ ٽيسٽ فيڪٽر ڊوائيس جي نقل جي جانچ ڪئي وئي آهي. ڪارڪردگي ۽ امتحان جي تعدد جي مداخلت واري الگورتھم پڻ امتحان جي درستگي تي اثر انداز ڪري ٿي. عام طور تي، ٽيسٽ ڪيبل جي آخر تائين ريفرنس جي مٿاڇري کي ترتيب ڏيڻ لاءِ اليڪٽرانڪ ڪيليبريشن کٽ استعمال ڪريو، ۽ پوءِ ڪيبل جي ڊيگهه کي معاوضي ڏيڻ لاءِ ڊي-ايمبيڊنگ جو طريقو استعمال ڪريو. جيئن تصوير 3 ۾ ڏيکاريل آهي.

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

حاصل ڪرڻ لاءِ ڊفرنشل ٽرانسميشن لائين جي داخل ٿيڻ واري نقصان کي مثال طور، ٽن حسابن جي طريقن جو مقابلو جدول 1 ۾ ڏيکاريو ويو آھي.

2.2 مؤثر بينڊوڊٿ جو طريقو

مؤثر بينڊوڊٿ (EBW) سخت معنى ۾ ٽرانسميشن لائين نقصان α جي معيار جي ماپ آهي. اهو داخل ٿيڻ جي نقصان جو مقداري قدر مهيا نٿو ڪري سگهي، پر اهو EBW نالي هڪ پيٽرول مهيا ڪري ٿو. مؤثر بينڊوڊٿ طريقو اهو آهي ته هڪ اسٽيپ سگنل کي مخصوص اڀرندڙ وقت سان ٽرانسميشن لائن تي TDR ذريعي منتقل ڪيو وڃي، TDR اوزار ۽ DUT جي ڳنڍجڻ کان پوءِ اڀرندڙ وقت جي وڌ ۾ وڌ سلپ کي ماپيو وڃي، ۽ ان کي نقصان جي عنصر طور طئي ڪيو وڃي، MV ۾. /s. وڌيڪ واضح طور تي، جيڪو اهو طئي ڪري ٿو اهو هڪ لاڳاپو مجموعي نقصان جو عنصر آهي، جيڪو سطح کان مٿاڇري يا پرت کان پرت تائين ٽرانسميشن لائين نقصان ۾ تبديلين جي سڃاڻپ ڪرڻ لاء استعمال ڪري سگهجي ٿو [8]. جيئن ته وڌ ۾ وڌ سلپ سڌو سنئون اوزار مان ماپي سگهجي ٿو، مؤثر بينڊوڊٿ طريقو اڪثر استعمال ڪيو ويندو آهي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي وڏي پيداوار جي جاچ لاءِ. EBW ٽيسٽ جو اسڪيمي ڊراگرام تصوير 4 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

2.3 روٽ پلس توانائي جو طريقو

Root ImPulse Energy (RIE) عام طور تي TDR اوزار استعمال ڪري ٿو ريفرنس نقصان واري لائن ۽ ٽيسٽ ٽرانسميشن لائن جي TDR waveforms حاصل ڪرڻ لاءِ، ۽ پوءِ TDR waveforms تي سگنل پروسيسنگ انجام ڏئي ٿو. RIE ٽيسٽ جي عمل کي شڪل 5 ۾ ڏيکاريو ويو آهي:

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

2.4 مختصر نبض جي پروپيگيشن جو طريقو

شارٽ پلس پروپيگيشن جو طريقو (Short Pulse Propagation، SPP جي نالي سان حوالو ڏنو ويو آهي) ٽيسٽ اصول مختلف لمبائي جي ٻن ٽرانسميشن لائينن کي ماپڻ آهي، جهڙوڪ 30 ملي ايم ۽ 100 مليم، ۽ ٻنهي جي وچ ۾ فرق کي ماپڻ سان پيٽرول جي attenuation coefficient ۽ مرحلي کي ڪڍيو وڃي ٿو. ٽرانسميشن لائن جي ڊيگهه. مسلسل، جيئن تصوير 6 ۾ ڏيکاريل آهي. هن طريقي کي استعمال ڪندي ڪنيڪٽرن، ڪيبلز، پروبس، ۽ آسيلو اسڪوپ جي درستگي جي اثر کي گھٽائي سگھي ٿو. جيڪڏهن اعليٰ ڪارڪردگي وارا TDR اوزار ۽ IFN (Impulse Forming Network) استعمال ڪيا وڃن، ٽيسٽ فريڪوئنسي 40 GHz جيتري ٿي سگهي ٿي.

2.5 سنگل-ختم TDR فرق داخل ڪرڻ نقصان جو طريقو

Single-ended TDR to Differential Insertion Loss (SET2DIL) 4-port VNA استعمال ڪندي ڊفرنشل انسرشن نقصان ٽيسٽ کان مختلف آھي. اهو طريقو هڪ ٻه-پورٽ TDR اوزار استعمال ڪري ٿو TDR قدم جي جواب کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڊفرنشل ٽرانسميشن لائين، ڊفرنشل ٽرانسميشن لائن جي پڇاڙي کي مختصر ڪيو ويو آهي، جيئن تصوير 7 ۾ ڏيکاريل آهي. SET2DIL طريقي جي عام ماپ فريڪوئنسي رينج 2 GHz ~ آهي. 12 GHz، ۽ ماپ جي درستگي خاص طور تي ٽيسٽ ڪيبل جي متضاد دير ۽ DUT جي عدم مطابقت جي ڪري متاثر ٿيندي آهي. SET2DIL طريقي جو فائدو اهو آهي ته قيمتي 4-پورٽ VNA ۽ ان جي حساب سان حصن کي استعمال ڪرڻ جي ڪا ضرورت ناهي. آزمائشي حصي جي ٽرانسميشن لائن جي ڊيگهه صرف VNA طريقي جو اڌ آهي. calibration حصو هڪ سادي جوڙجڪ آهي ۽ calibration وقت تمام گھٽجي ويو آهي. اهو پي سي بي جي پيداوار لاء تمام مناسب آهي. بيچ ٽيسٽ، جيئن تصوير 8 ۾ ڏيکاريل آهي.

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

3 ٽيسٽ سامان ۽ امتحان جا نتيجا

SET2DIL ٽيسٽ بورڊ، SPP ٽيسٽ بورڊ ۽ ملٽي لائين TRL ٽيسٽ بورڊ سي سي ايل استعمال ڪندي ٺاھيا ويا آھن 3.8 جي ڊائلٽرڪ ڪانسٽنٽ سان، 0.008 جي ڊائلٽرڪ نقصان، ۽ RTF تانبا ورق؛ ٽيسٽ سامان DSA8300 نمونو oscilloscope ۽ E5071C ویکٹر نيٽ ورڪ analyzer هو. هر طريقي جي فرق جي داخل ٿيڻ جو نقصان ٽيسٽ جا نتيجا ٽيبل 2 ۾ ڏيکاريا ويا آهن.

پي سي بي پرنٽ ٿيل سرڪٽ بورڊ جي سگنل جي سالميت تي اثر انداز ڪندڙ عنصرن جو تجزيو

4 نتيجو

هي آرٽيڪل بنيادي طور تي متعارف ڪرايو ويو ڪيترن ئي پي سي بي ٽرانسميشن لائن سگنل نقصان جي ماپ جا طريقا هن وقت صنعت ۾ استعمال ٿيل آهن. استعمال ٿيل مختلف ٽيسٽ طريقن جي ڪري، ماپيل داخل ٿيڻ جي نقصان جا قدر مختلف آھن، ۽ امتحان جا نتيجا سڌو سنئون افقي طور تي مقابلو نٿا ڪري سگھجن. تنهن ڪري، مناسب سگنل نقصان ٽيسٽ ٽيڪنالاجي کي مختلف ٽيڪنالاجي طريقن جي فائدن ۽ حدن جي مطابق چونڊيو وڃي، ۽ انهن جي پنهنجي ضرورتن سان گڏ.