1 Муқаддима

Шӯрои ноҳиявии чопшуда Беайбии сигнал (PCB) дар солҳои охир мавзӯи доғ буд. Дар бораи таҳлили омилҳое, ки ба якпорчагии сигнали PCB таъсир мерасонанд, гузоришҳои зиёди тадқиқоти ватанӣ мавҷуданд, аммо санҷиши талафоти сигнал Муқаддима ба ҳолати кунунии технология нисбатан кам аст.

Сарчашмаи талафоти сигнали хати интиқоли PCB аз даст додани ноқил ва талафоти диэлектрикии мавод мебошад ва ба он инчунин аз омилҳо ба монанди муқовимати фолгаи мис, ноҳамвор будани фолгаи мис, талафоти радиатсионӣ, номувофиқатии импеданс ва байниҳам таъсир мерасонад. Дар занҷири таъминот, нишондиҳандаҳои қабули истеҳсолкунандагони ламинати мис (CCL) ва истеҳсолкунандагони экспресси PCB доимии диэлектрик ва талафоти диэлектрикро истифода мебаранд; Дар ҳоле ки нишондиҳандаҳо байни истеҳсолкунандагони экспресси PCB ва терминалҳо одатан импеданс ва талафоти воридкуниро истифода мебаранд, тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст.

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

Барои тарҳрезӣ ва истифодаи баландсуръати PCB, чӣ гуна зуд ва самаранок чен кардани талафоти сигнали хатҳои интиқоли PCB барои муқаррар кардани параметрҳои тарроҳии PCB, ислоҳи моделиронӣ ва назорати раванди истеҳсолот аҳамияти бузург дорад.

2. Ҳолати кунунии технологияи санҷиши талафоти воридкунии PCB

Усулҳои санҷиши талафоти сигнали PCB, ки ҳоло дар саноат истифода мешаванд, аз асбобҳои истифодашаванда тасниф карда мешаванд ва онҳоро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: дар асоси домени вақт ё дар асоси домени басомад. Асбоби санҷиши домени вақт ин рефлектометрии Time Domain (TDR) ё ҳисобкунаки интиқоли домени вақт (TImeDomain Transmission, TDT) мебошад; асбоби санҷиши домени басомад як таҳлилгари шабакавии векторӣ (VNA) мебошад. Дар тавсифи санҷиши IPC-TM650, панҷ усули санҷиш барои санҷиши талафоти сигнали PCB тавсия дода мешавад: усули домени басомад, усули самараноки фарохмаҷро, усули энергияи набзи реша, усули паҳнкунии набзи кӯтоҳ, усули талафоти дифференсиалии яктарафаи TDR.

2.1 Усули домени басомад

Усули домени басомад асосан як анализатори шабакаи векториро барои чен кардани параметрҳои S-и хати интиқол истифода мебарад, бевосита арзиши талафоти воридкуниро мехонад ва сипас нишебии мувофиқи талафоти миёнаи воридкуниро дар диапазони басомади мушаххас истифода мебарад (масалан, 1 ГГц ~ 5 ГГц) Гузариш / нокомии тахтаро чен кунед.

Тафовут дар дақиқии андозагирии усули домени басомад асосан аз усули калибрченкунӣ бармеояд. Мувофиқи усулҳои гуногуни калибрченкунӣ, он метавонад ба усулҳои калибрченкунии электронии SLO (Short-Line-Open-Thru), Multi-Line TRL (Thru-Reflect-Line) ва Ecal (Electronic calibraTIon) тақсим карда шавад.

SLOT одатан ҳамчун усули стандартии калибрченкунӣ баррасӣ мешавад [5]. Модели калибрченкунӣ 12 параметри хато дорад. Дурустии калибрченкунии усули SLOT бо қисмҳои калибрченкунӣ муайян карда мешавад. Қисмҳои калибрченкунии дақиқи баланд аз ҷониби истеҳсолкунандагони таҷҳизоти ченкунӣ таъмин карда мешаванд, аммо қисмҳои калибрченкунӣ гарон мебошанд ва умуман танҳо барои муҳити коаксиалӣ мувофиқанд, калибрченкунӣ вақтро мегирад ва бо афзоиши шумораи терминалҳои андозагирӣ ба таври геометрӣ меафзояд.

Усули Multi-Line TRL асосан барои андозагирии калибровкаи ғайрикоаксиалӣ истифода мешавад [6]. Мувофиқи маводи хати интиқоли аз ҷониби корбар истифодашаванда ва басомади санҷиш, қисмҳои калибрченкунии TRL тарҳрезӣ ва истеҳсол карда мешаванд, тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст. Ҳарчанд TRL Multi-Line тарҳрезӣ ва истеҳсол нисбат ба SLOT осонтар аст, вақти калибрченкунии Усули Multi-Line TRL инчунин бо афзоиши шумораи терминалҳои андозагирӣ геометрӣ меафзояд.

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

Барои ҳалли масъалаи калибрченкунии вақти зиёд истеҳсолкунандагони таҷҳизоти андозагирӣ усули калибрченкунии электронии Ecal-ро ҷорӣ кардаанд [7]. Ecal стандарти интиқол аст. Дурустии калибрченкунӣ асосан аз ҷониби қисмҳои аслии калибрченкунӣ муайян карда мешавад. Дар айни замон устувории кабели озмоишӣ ва такрории дастгоҳи озмоишӣ санҷида мешавад. Алгоритми интерполяцияи иҷро ва басомади санҷиш низ ба дурустии санҷиш таъсир мерасонад. Умуман, маҷмӯаи калибрченкунии электрониро барои калибр кардани сатҳи истинод ба охири кабели санҷишӣ истифода баред ва сипас усули ҷудокунӣ барои ҷуброни дарозии кабели асбобро истифода баред. Чунон ки дар расми 3 нишон дода шудааст.

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

Барои ба даст овардани талафоти воридкунии хати интиқоли дифференсиалӣ ҳамчун мисол, муқоисаи се усули калибрченкунӣ дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст.

2.2 Усули самараноки фарохмаҷро

Маҷрои самаранок (EBW) ченкунии сифатии талафоти хати интиқоли α ба маънои қатъӣ мебошад. Он наметавонад арзиши миқдории талафоти воридкуниро таъмин кунад, аммо он параметреро бо номи EBW таъмин мекунад. Усули самараноки фарохмаҷро ин интиқол додани сигнали қадам бо вақти муайяни болоравии хати интиқол тавассути TDR, чен кардани нишебии максималии вақти болоравӣ пас аз пайваст кардани асбоби TDR ва DUT ва муайян кардани он ҳамчун омили талафот дар MV мебошад. /с. Аниқтараш, он чизеро, ки он омили нисбии талафоти умумӣ муайян мекунад, ки метавонад барои муайян кардани тағирот дар талафоти хати интиқол аз рӯи сатҳ ё қабат ба қабат истифода шавад [8]. Азбаски нишебии максималиро мустақиман аз асбоб чен кардан мумкин аст, усули самараноки фарохмаҷро аксар вақт барои санҷиши истеҳсоли оммавии тахтаҳои микросхемаҳои чопӣ истифода мешавад. Диаграммаи схематикии санҷиши EBW дар расми 4 нишон дода шудааст.

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

2.3 Усули энергияи набзи реша

Root ImPulse Energy (RIE) одатан асбоби TDR-ро барои ба даст овардани шаклҳои мавҷи TDR-и хати талафоти истинод ва хати интиқоли санҷиш истифода мебарад ва сипас коркарди сигналро дар шаклҳои мавҷи TDR иҷро мекунад. Раванди санҷиши RIE дар расми 5 нишон дода шудааст:

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

2.4 Усули кӯтоҳи паҳнкунии набз

Принсипи санҷиши паҳншавии набзи кӯтоҳ (Pulse Short Propagation, номида мешавад SPP) ин чен кардани ду хати интиқоли дарозии гуногун, ба монанди 30 мм ва 100 мм ва истихроҷи коэффисиенти пастшавии параметр ва фаза тавассути чен кардани фарқияти байни ин ду аст. дарозии хати интиқол. Доим, тавре ки дар расми 6 нишон дода шудааст. Истифодаи ин усул метавонад таъсири пайвасткунакҳо, кабелҳо, зондҳо ва дақиқии осциллографро кам кунад. Агар асбобҳои баландсифати TDR ва IFN (Impulse Forming Network) истифода шаванд, басомади санҷиш метавонад то 40 ГГц бошад.

2.5 Усули талафоти воридкунии дифференсиалии яктарафаи TDR

TDR-и яктарафа ба талафоти дифференсиалии воридшавӣ (SET2DIL) аз озмоиши талафоти дифференсиалии воридкунӣ бо истифода аз VNA 4-порт фарқ мекунад. Ин усул асбоби ду-порти TDR-ро барои интиқоли вокуниши қадами TDR ба хати интиқоли дифференсиалӣ истифода мебарад, Дар охири хати интиқоли дифференсиалӣ кӯтоҳ аст, тавре ки дар расми 7 нишон дода шудааст. Диапазони басомади ченкунии маъмулии усули SET2DIL 2 ГГц аст ~ 12 ГГц аст ва дақиқии андозагирӣ асосан аз таъхири номувофиқи сими санҷиш ва номувофиқияти импеданси DUT таъсир мерасонад. Бартарии усули SET2DIL дар он аст, ки зарурати истифодаи VNA-и гаронбаҳои 4-порт ва қисмҳои калибркунии он вуҷуд надорад. Дарозии хатти интиқоли қисми озмоишшуда танҳо нисфи усули VNA мебошад. Қисми калибрченкунӣ сохтори оддӣ дорад ва вақти калибрченкунӣ хеле кам карда мешавад. Он барои истеҳсоли PCB хеле мувофиқ аст. Санҷиши партия, тавре ки дар расми 8 нишон дода шудааст.

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

3 Таҷҳизоти санҷишӣ ва натиҷаҳои санҷиш

Шӯрои санҷишии SET2DIL, тахтаи санҷишии SPP ва тахтаи санҷишии Multi-Line TRL бо истифода аз CCL бо доимии диэлектрикии 3.8, талафоти диэлектрикӣ 0.008 ва фолгаи миси RTF сохта шудааст; таҷҳизоти санҷишӣ осциллографи DSA8300 ва анализатори шабакаи вектории E5071C буд; талафоти дифференсиалии воридкунии ҳар як усул Натиҷаҳои санҷиш дар ҷадвали 2 нишон дода шудаанд.

Таҳлили омилҳои таъсиррасонии якпорчагии сигнали тахтаи микросхемаи чопии PCB

Хулосаи 4

Ин мақола асосан якчанд усулҳои ченкунии талафоти сигнали хати интиқоли PCB-ро, ки ҳоло дар саноат истифода мешаванд, муаррифӣ мекунад. Аз сабаби усулҳои гуногуни санҷиш истифодашаванда, арзишҳои ченшудаи талафоти воридшавӣ гуногунанд ва натиҷаҳои санҷишро мустақиман ба таври уфуқӣ муқоиса кардан мумкин нест. Аз ин рӯ, технологияи мувофиқи санҷиши талафоти сигнал бояд аз рӯи бартариятҳо ва маҳдудиятҳои усулҳои гуногуни техникӣ интихоб карда шавад ва бо эҳтиёҷоти худ якҷоя карда шавад.