КСНУМКС Увод

Штампана плоча Интегритет сигнала (ПЦБ) је врућа тема последњих година. Било је много домаћих истраживачких извештаја о анализи фактора који утичу на интегритет ПЦБ сигнала, али тест губитка сигнала Увод у тренутно стање технологије је релативно реткост.

Извор губитка сигнала ПЦБ далековода је губитак проводника и диелектрични губитак материјала, а на њега утичу и фактори као што су отпор бакарне фолије, храпавост бакарне фолије, губитак зрачења, неусклађеност импедансе и преслушавање. У ланцу снабдевања, индикатори прихватљивости произвођача ламината обложених бакром (ЦЦЛ) и произвођача ПЦБ експресних штампача користе диелектричну константу и диелектричне губитке; док индикатори између произвођача ПЦБ екпресс-а и терминала обично користе импеданцију и губитак уметања, као што је приказано на слици 1.

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

За пројектовање и употребу ПЦБ-а велике брзине, како брзо и ефикасно измерити губитак сигнала ПЦБ преносних линија је од великог значаја за подешавање параметара дизајна ПЦБ-а, отклањање грешака симулацијом и контролу производног процеса.

2. Тренутни статус технологије тестирања губитка уметања ПЦБ-а

Методе тестирања губитка сигнала ПЦБ-а које се тренутно користе у индустрији су класификоване од инструмената који се користе и могу се поделити у две категорије: на основу временског домена или на основу фреквенцијског домена. Инструмент за тестирање временског домена је рефлектометрија у временском домену (ТДР) или мерач преноса у временском домену (ТИмеДомаин Трансмиссион, ТДТ); инструмент за тестирање фреквенцијског домена је векторски мрежни анализатор (ВНА). У спецификацији ИПЦ-ТМ650 теста, препоручује се пет метода испитивања за тестирање губитка сигнала ПЦБ-а: метода фреквентног домена, метода ефективног пропусног опсега, метода енергије корена импулса, метода ширења кратког импулса, метода диференцијалног губитка уметања на једном крају ТДР-а.

2.1 Метода фреквенцијског домена

Метод фреквентног домена углавном користи векторски мрежни анализатор за мерење С-параметара далековода, директно очитава вредност губитка при убацивању, а затим користи одговарајући нагиб просечног инсерционог губитка у одређеном фреквентном опсегу (као што је 1 ГХз ~ 5 ГХз) Измерите пролаз/неуспех плоче.

Разлика у тачности мерења методе фреквентног домена углавном потиче од методе калибрације. Према различитим методама калибрације, може се поделити на методе електронске калибрације СЛОТ (Схорт-Лине-Опен-Тхру), Мулти-Лине ТРЛ (Тхру-Рефлецт-Лине) и Ецал (електронска калибрација).

СЛОТ се обично сматра стандардном методом калибрације [5]. Модел калибрације има 12 параметара грешке. Тачност калибрације СЛОТ методе је одређена калибрационим деловима. Делове за калибрацију високе прецизности обезбеђују произвођачи мерне опреме, али делови за калибрацију су скупи, и генерално су погодни само за коаксијално окружење, калибрација је дуготрајна и геометријски се повећава како се број мерних терминала повећава.

Мулти-Лине ТРЛ метода се углавном користи за некоаксијално калибрационо мерење [6]. Према материјалу далековода који корисник користи и учесталости тестирања, ТРЛ калибрациони делови су пројектовани и произведени, као што је приказано на слици 2. Иако је вишелинијски ТРЛ лакши за пројектовање и производњу од СЛОТ-а, време калибрације Мулти-Лине ТРЛ метода се такође повећава геометријски са повећањем броја мерних терминала.

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

Да би решили проблем дуготрајне калибрације, произвођачи мерне опреме увели су Ецал метод електронске калибрације [7]. Ецал је стандард за пренос. Тачност калибрације је углавном одређена оригиналним деловима калибрације. Истовремено се испитује стабилност испитног кабла и дуплирање уређаја за испитивање. Алгоритам интерполације перформанси и учесталости тестирања такође има утицај на тачност теста. Генерално, користите комплет за електронску калибрацију да калибришете референтну површину до краја тест кабла, а затим користите метод де-ембеддинга да бисте компензовали дужину кабла учвршћења. Као што је приказано на слици 3.

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

Да би се добио губитак уметања диференцијалног преносног вода као пример, поређење три методе калибрације је приказано у табели 1.

2.2 Метод ефективног пропусног опсега

Ефективни пропусни опсег (ЕБВ) је квалитативно мерење губитка у далеководу α у строгом смислу. Не може да обезбеди квантитативну вредност губитка уметања, али обезбеђује параметар који се зове ЕБВ. Метод ефективног пропусног опсега је да се преноси сигнал корака са одређеним временом пораста до далековода кроз ТДР, измери максимални нагиб времена пораста након што су ТДР инструмент и ДУТ повезани, и одреди га као фактор губитка, у МВ /с. Тачније, оно што одређује је релативни фактор укупног губитка, који се може користити за идентификацију промена у губитку далековода од површине до површине или слоја до слоја [8]. Пошто се максимални нагиб може мерити директно са инструмента, метода ефективног пропусног опсега се често користи за тестирање масовне производње штампаних плоча. Шематски дијаграм ЕБВ теста је приказан на слици 4.

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

2.3 Метода енергије коренског импулса

Роот Импулсе Енерги (РИЕ) обично користи ТДР инструмент да добије ТДР таласне облике референтне линије губитка и тест линије преноса, а затим изврши обраду сигнала на ТДР таласним облицима. Процес РИЕ теста је приказан на слици 5:

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

2.4 Метода ширења кратког импулса

Принцип испитивања методе ширења кратког импулса (Схорт Пулсе Пропагатион, који се назива СПП) је мерење два далековода различитих дужина, као што су 30 мм и 100 мм, и издвајање коефицијента слабљења параметра и фазе мерењем разлике између та два дужине далековода. Константна, као што је приказано на слици 6. Коришћењем ове методе може се минимизирати утицај на тачност конектора, каблова, сонди и осцилоскопа. Ако се користе ТДР инструменти високих перформанси и ИФН (мрежа за формирање импулса), тестна фреквенција може бити висока и до 40 ГХз.

2.5 Једнострани ТДР метод диференцијалног уметања

Једноструки ТДР до диференцијалног губитка уметања (СЕТ2ДИЛ) се разликује од теста диференцијалног губитка уметања који користи ВНА са 4 порта. Овај метод користи ТДР инструмент са два порта за пренос ТДР корака одговора на диференцијалну далеководну линију. Крај диференцијалне далеководе је кратко спојен, као што је приказано на слици 7. Типичан опсег мерења фреквенције СЕТ2ДИЛ методе је 2 ГХз ~ 12 ГХз, а на тачност мерења углавном утиче неконзистентно кашњење тест кабла и неусклађеност импедансе ДУТ-а. Предност СЕТ2ДИЛ методе је у томе што нема потребе за коришћењем скупе ВНА са 4 порта и њених делова за калибрацију. Дужина далековода испитиваног дела је само половина ВНА методе. Део за калибрацију има једноставну структуру и време калибрације је знатно смањено. Веома је погодан за производњу ПЦБ-а. Тестирање серије, као што је приказано на слици 8.

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

3 Испитна опрема и резултати испитивања

СЕТ2ДИЛ тестна плоча, СПП тестна плоча и Мулти-Лине ТРЛ тестна плоча су направљене коришћењем ЦЦЛ са диелектричном константом од 3.8, диелектричним губитком од 0.008 и РТФ бакарном фолијом; опрема за тестирање је био осцилоскоп за узорковање ДСА8300 и векторски анализатор мреже Е5071Ц; диференцијални губитак уметања сваке методе Резултати испитивања су приказани у табели 2.

Анализа фактора утицаја на интегритет сигнала ПЦБ штампане плоче

КСНУМКС Закључак

Овај чланак углавном представља неколико метода мерења губитка сигнала у преносној линији ПЦБ-а који се тренутно користе у индустрији. Због различитих метода испитивања које се користе, измерене вредности губитка уметања су различите, а резултати испитивања се не могу директно поредити хоризонтално. Због тога, одговарајућу технологију испитивања губитка сигнала треба изабрати у складу са предностима и ограничењима различитих техничких метода, и комбиновати је са сопственим потребама.