PCB அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டின் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாட்டின் செல்வாக்கு காரணிகளின் பகுப்பாய்வு

1 அறிமுகம்

அச்சிடப்பட்ட சுற்று பலகை (பிசிபி) சிக்னல் ஒருமைப்பாடு சமீபத்திய ஆண்டுகளில் பரபரப்பான தலைப்பு. PCB சிக்னல் ஒருமைப்பாட்டை பாதிக்கும் காரணிகளின் பகுப்பாய்வு குறித்து பல உள்நாட்டு ஆராய்ச்சி அறிக்கைகள் உள்ளன, ஆனால் சமிக்ஞை இழப்பு சோதனை தொழில்நுட்பத்தின் தற்போதைய நிலைக்கு அறிமுகம் ஒப்பீட்டளவில் அரிதானது.

பிசிபி டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் சிக்னல் இழப்பின் ஆதாரம் கடத்தி இழப்பு மற்றும் பொருளின் மின்கடத்தா இழப்பு ஆகும், மேலும் இது செப்புத் தகடு எதிர்ப்பு, செப்புத் தகடு கடினத்தன்மை, கதிர்வீச்சு இழப்பு, மின்மறுப்பு பொருத்தமின்மை மற்றும் க்ரோஸ்டாக் போன்ற காரணிகளாலும் பாதிக்கப்படுகிறது. விநியோகச் சங்கிலியில், காப்பர் கிளாட் லேமினேட் (CCL) உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் PCB எக்ஸ்பிரஸ் உற்பத்தியாளர்களின் ஏற்றுக்கொள்ளும் குறிகாட்டிகள் மின்கடத்தா மாறிலி மற்றும் மின்கடத்தா இழப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன; பிசிபி எக்ஸ்பிரஸ் உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் டெர்மினல்களுக்கு இடையே உள்ள குறிகாட்டிகள் பொதுவாக மின்மறுப்பு மற்றும் செருகும் இழப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன, படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

PCB அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டின் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாட்டின் செல்வாக்கு காரணிகளின் பகுப்பாய்வு

அதிவேக PCB வடிவமைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டிற்கு, PCB டிரான்ஸ்மிஷன் லைன்களின் சமிக்ஞை இழப்பை எவ்வாறு விரைவாகவும் திறம்படமாகவும் அளவிடுவது என்பது PCB வடிவமைப்பு அளவுருக்கள், உருவகப்படுத்துதல் பிழைத்திருத்தம் மற்றும் உற்பத்தி செயல்முறையின் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றை அமைப்பதற்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.

2. PCB செருகும் இழப்பு சோதனை தொழில்நுட்பத்தின் தற்போதைய நிலை

தற்போது தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் PCB சமிக்ஞை இழப்பு சோதனை முறைகள் பயன்படுத்தப்படும் கருவிகளிலிருந்து வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் அவை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: நேர களத்தின் அடிப்படையில் அல்லது அதிர்வெண் களத்தின் அடிப்படையில். டைம் டொமைன் சோதனை கருவி என்பது டைம் டொமைன் ரிஃப்ளெக்டோமெட்ரி (டிடிஆர்) அல்லது டைம் டொமைன் டிரான்ஸ்மிஷன் மீட்டர் (டைம் டொமைன் டிரான்ஸ்மிஷன், டிடிடி); அதிர்வெண் டொமைன் சோதனை கருவி வெக்டர் நெட்வொர்க் அனலைசர் (VNA) ஆகும். IPC-TM650 சோதனை விவரக்குறிப்பில், PCB சமிக்ஞை இழப்பு சோதனைக்கு ஐந்து சோதனை முறைகள் பரிந்துரைக்கப்படுகின்றன: அதிர்வெண் டொமைன் முறை, பயனுள்ள அலைவரிசை முறை, ரூட் பல்ஸ் ஆற்றல் முறை, குறுகிய துடிப்பு பரவல் முறை, ஒற்றை முனை TDR வேறுபாடு செருகும் இழப்பு முறை.

2.1 அதிர்வெண் டொமைன் முறை

அதிர்வெண் டொமைன் முறையானது முக்கியமாக டிரான்ஸ்மிஷன் லைனின் S-அளவுருக்களை அளவிட ஒரு திசையன் நெட்வொர்க் பகுப்பாய்வியைப் பயன்படுத்துகிறது, செருகும் இழப்பு மதிப்பை நேரடியாகப் படிக்கிறது, பின்னர் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் வரம்பில் (1 GHz ~ போன்ற) சராசரி செருகும் இழப்பின் பொருத்தப்பட்ட சாய்வைப் பயன்படுத்துகிறது. 5 GHz) பலகையின் பாஸ்/தோல்வியை அளவிடவும்.

அதிர்வெண் டொமைன் முறையின் அளவீட்டு துல்லியத்தில் உள்ள வேறுபாடு முக்கியமாக அளவுத்திருத்த முறையிலிருந்து வருகிறது. வெவ்வேறு அளவுத்திருத்த முறைகளின்படி, அதை ஸ்லாட் (குறுகிய-வரி-திறந்த-த்ரு), மல்டி-லைன் டிஆர்எல் (த்ரு-ரிஃப்ளெக்ட்-லைன்) மற்றும் எகல் (எலக்ட்ரானிக் அளவீடு) மின்னணு அளவுத்திருத்த முறைகளாகப் பிரிக்கலாம்.

ஸ்லாட் பொதுவாக ஒரு நிலையான அளவுத்திருத்த முறையாகக் கருதப்படுகிறது [5]. அளவுத்திருத்த மாதிரியில் 12 பிழை அளவுருக்கள் உள்ளன. ஸ்லாட் முறையின் அளவுத்திருத்த துல்லியம் அளவுத்திருத்த பகுதிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. உயர் துல்லிய அளவுத்திருத்த பாகங்கள் அளவிடும் உபகரண உற்பத்தியாளர்களால் வழங்கப்படுகின்றன, ஆனால் அளவுத்திருத்த பாகங்கள் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் பொதுவாக கோஆக்சியல் சூழலுக்கு மட்டுமே பொருத்தமானது, அளவுத்திருத்தம் நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும் மற்றும் அளவீட்டு முனையங்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும் போது வடிவியல் ரீதியாக அதிகரிக்கிறது.

மல்டி-லைன் டிஆர்எல் முறை முக்கியமாக கோஆக்சியல் அல்லாத அளவுத்திருத்த அளவீட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது [6]. பயனர் பயன்படுத்தும் டிரான்ஸ்மிஷன் லைனின் பொருள் மற்றும் சோதனை அதிர்வெண் ஆகியவற்றின் படி, படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி TRL அளவுத்திருத்த பாகங்கள் வடிவமைக்கப்பட்டு உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. ஸ்லாட்டை விட மல்டி-லைன் டிஆர்எல் வடிவமைத்து தயாரிப்பது எளிதானது என்றாலும், அளவுத்திருத்த நேரம் மல்டி-லைன் டிஆர்எல் முறையும் அளவீட்டு முனையங்களின் எண்ணிக்கையின் அதிகரிப்புடன் வடிவியல் ரீதியாக அதிகரிக்கிறது.

நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும் அளவுத்திருத்தத்தின் சிக்கலைத் தீர்க்க, அளவீட்டு உபகரண உற்பத்தியாளர்கள் Ecal மின்னணு அளவுத்திருத்த முறையை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளனர் [7]. Ecal ஒரு பரிமாற்ற தரநிலை. அளவுத்திருத்த துல்லியம் முக்கியமாக அசல் அளவுத்திருத்த பகுதிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், சோதனை கேபிளின் நிலைத்தன்மை மற்றும் சோதனை சாதனத்தின் நகல் ஆகியவை சோதிக்கப்படுகின்றன. செயல்திறன் மற்றும் சோதனை அதிர்வெண் ஆகியவற்றின் இடைக்கணிப்பு அல்காரிதம் சோதனை துல்லியத்தில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. பொதுவாக, சோதனைக் கேபிளின் இறுதிவரை மேற்பரப்பை அளவீடு செய்ய மின்னணு அளவுத்திருத்த கருவியைப் பயன்படுத்தவும். படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி.

வேறுபட்ட பரிமாற்றக் கோட்டின் செருகும் இழப்பை உதாரணமாகப் பெற, மூன்று அளவுத்திருத்த முறைகளின் ஒப்பீடு அட்டவணை 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

2.2 பயனுள்ள அலைவரிசை முறை

எஃபெக்டிவ் பேண்ட்வித் (EBW) என்பது டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் இழப்பின் ஒரு தரமான அளவீடு ஆகும். இது செருகும் இழப்பின் அளவு மதிப்பை வழங்க முடியாது, ஆனால் இது EBW எனப்படும் அளவுருவை வழங்குகிறது. பயனுள்ள அலைவரிசை முறையானது, TDR மூலம் டிரான்ஸ்மிஷன் லைனுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட எழுச்சி நேரத்துடன் ஒரு படி சமிக்ஞையை அனுப்புவது, TDR கருவி மற்றும் DUT இணைக்கப்பட்ட பிறகு எழுச்சி நேரத்தின் அதிகபட்ச சாய்வை அளவிடுவது மற்றும் MV இல் அதை இழப்பு காரணியாக தீர்மானிப்பது. /கள். இன்னும் துல்லியமாக, அது தீர்மானிக்கிறது ஒப்பீட்டளவில் மொத்த இழப்பு காரணி, இது மேற்பரப்பில் இருந்து மேற்பரப்புக்கு அல்லது அடுக்குக்கு அடுக்குக்கு டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் இழப்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களை அடையாளம் காணப் பயன்படுகிறது [8]. அதிகபட்ச சாய்வை கருவியிலிருந்து நேரடியாக அளவிட முடியும் என்பதால், அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டுகளின் வெகுஜன உற்பத்தி சோதனைக்கு பயனுள்ள அலைவரிசை முறை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. EBW சோதனையின் திட்ட வரைபடம் படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

2.3 ரூட் பல்ஸ் ஆற்றல் முறை

ரூட் இம்பல்ஸ் எனர்ஜி (RIE) பொதுவாக TDR கருவியைப் பயன்படுத்தி குறிப்பு இழப்புக் கோடு மற்றும் சோதனை பரிமாற்றக் கோட்டின் TDR அலைவடிவங்களைப் பெறுகிறது, பின்னர் TDR அலைவடிவங்களில் சமிக்ஞை செயலாக்கத்தைச் செய்கிறது. RIE சோதனை செயல்முறை படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது:

2.4 குறுகிய துடிப்பு பரவல் முறை

30 மிமீ மற்றும் 100 மிமீ போன்ற வெவ்வேறு நீளங்களின் இரண்டு டிரான்ஸ்மிஷன் லைன்களை அளவிடுவது மற்றும் இரண்டிற்கும் இடையே உள்ள வித்தியாசத்தை அளவிடுவதன் மூலம் அளவுருக் குறைப்பு குணகம் மற்றும் கட்டத்தைப் பிரித்தெடுப்பதே குறுகிய துடிப்பு பரவல் முறை (Short Pulse Propagation, SPP என குறிப்பிடப்படுகிறது) சோதனைக் கொள்கை பரிமாற்ற வரி நீளம். படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி நிலையானது. இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி இணைப்பிகள், கேபிள்கள், ஆய்வுகள் மற்றும் அலைக்காட்டி துல்லியத்தின் தாக்கத்தை குறைக்கலாம். உயர் செயல்திறன் கொண்ட TDR கருவிகள் மற்றும் IFN (இம்பல்ஸ் ஃபார்மிங் நெட்வொர்க்) பயன்படுத்தப்பட்டால், சோதனை அதிர்வெண் 40 GHz வரை இருக்கலாம்.

2.5 ஒற்றை-முடிவு TDR வேறுபாடு செருகும் இழப்பு முறை

ஒற்றை-முடிவு TDR முதல் வேறுபட்ட செருகல் இழப்பு (SET2DIL) என்பது 4-போர்ட் VNA ஐப் பயன்படுத்தி வேறுபட்ட செருகல் இழப்பு சோதனையிலிருந்து வேறுபட்டது. இந்த முறையானது TDR படி பதிலை டிஃபரன்ஷியல் டிரான்ஸ்மிஷன் லைனுக்கு அனுப்ப இரண்டு-போர்ட் TDR கருவியைப் பயன்படுத்துகிறது, படம் 7 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி டிஃபரன்ஷியல் டிரான்ஸ்மிஷன் லைனின் முடிவு சுருக்கப்பட்டது. SET2DIL முறையின் வழக்கமான அளவீட்டு அதிர்வெண் வரம்பு 2 GHz ஆகும். 12 GHz, மற்றும் அளவீட்டு துல்லியம் முக்கியமாக சோதனை கேபிளின் சீரற்ற தாமதம் மற்றும் DUT இன் மின்மறுப்பு பொருத்தமின்மை ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது. SET2DIL முறையின் நன்மை என்னவென்றால், விலையுயர்ந்த 4-போர்ட் VNA மற்றும் அதன் அளவுத்திருத்த பாகங்களைப் பயன்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை. சோதனை செய்யப்பட்ட பகுதியின் பரிமாற்றக் கோட்டின் நீளம் VNA முறையின் பாதி மட்டுமே. அளவுத்திருத்த பகுதி ஒரு எளிய அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அளவுத்திருத்த நேரம் வெகுவாகக் குறைக்கப்படுகிறது. இது PCB உற்பத்திக்கு மிகவும் ஏற்றது. படம் 8 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி தொகுதி சோதனை.

3 சோதனை உபகரணங்கள் மற்றும் சோதனை முடிவுகள்

SET2DIL சோதனை பலகை, SPP சோதனை பலகை மற்றும் மல்டி-லைன் TRL சோதனை பலகை ஆகியவை CCL ஐப் பயன்படுத்தி மின்கடத்தா மாறிலி 3.8, மின்கடத்தா இழப்பு 0.008 மற்றும் RTF செப்புப் படலம் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டன; சோதனை உபகரணங்கள் DSA8300 மாதிரி அலைக்காட்டி மற்றும் E5071C வெக்டர் நெட்வொர்க் அனலைசர்; ஒவ்வொரு முறையின் வேறுபட்ட செருகும் இழப்பு சோதனை முடிவுகள் அட்டவணை 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.

4 முடிவு

இந்தக் கட்டுரை முக்கியமாக தற்போது தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் பல PCB டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் சிக்னல் இழப்பு அளவீட்டு முறைகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது. பயன்படுத்தப்படும் வெவ்வேறு சோதனை முறைகள் காரணமாக, அளவிடப்பட்ட செருகும் இழப்பு மதிப்புகள் வேறுபட்டவை, மேலும் சோதனை முடிவுகளை நேரடியாக கிடைமட்டமாக ஒப்பிட முடியாது. எனவே, பொருத்தமான சமிக்ஞை இழப்பு சோதனை தொழில்நுட்பம் பல்வேறு தொழில்நுட்ப முறைகளின் நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகளுக்கு ஏற்ப தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும், மேலும் அவற்றின் சொந்த தேவைகளுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும்.