1 Kirish

Bosilgan elektron karta (PCB) signalning yaxlitligi so’nggi yillarda dolzarb mavzu bo’ldi. PCB signalining yaxlitligiga ta’sir qiluvchi omillarni tahlil qilish bo’yicha ko’plab mahalliy tadqiqot hisobotlari mavjud, ammo signalni yo’qotish testi Texnologiyaning hozirgi holatiga kirish nisbatan kam uchraydi.

PCB uzatish liniyasi signalining yo’qolishi manbai o’tkazgichning yo’qolishi va materialning dielektrik yo’qolishi bo’lib, u mis folga qarshiligi, mis folga pürüzlülüğü, radiatsiya yo’qolishi, empedans mos kelmasligi va o’zaro bog’liqlik kabi omillarga ham ta’sir qiladi. Ta’minot zanjirida mis qoplamali laminat (CCL) ishlab chiqaruvchilari va PCB ekspress ishlab chiqaruvchilarining qabul qilish ko’rsatkichlari dielektrik doimiy va dielektrik yo’qotishdan foydalanadi; PCB ekspress ishlab chiqaruvchilari va terminallari o’rtasidagi ko’rsatkichlar odatda 1-rasmda ko’rsatilganidek, impedans va kiritish yo’qotilishidan foydalanadi.

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

Yuqori tezlikda tenglikni loyihalash va ishlatish uchun tenglikni uzatish liniyalarining signal yo’qotilishini qanday tez va samarali o’lchash, tenglikni loyihalash parametrlarini o’rnatish, simulyatsiya nosozliklarini tuzatish va ishlab chiqarish jarayonini nazorat qilish uchun katta ahamiyatga ega.

2. PCB kiritishni yo’qotish sinov texnologiyasining hozirgi holati

Hozirgi vaqtda sanoatda qo’llaniladigan PCB signalining yo’qolishini tekshirish usullari ishlatiladigan asboblardan tasniflanadi va ikkita toifaga bo’linishi mumkin: vaqt domeniga asoslangan yoki chastota domeniga asoslangan. Vaqt domenini tekshirish asbobi Time Domain Reflectometry (TDR) yoki vaqt domenini uzatish hisoblagichi (TImeDomain Transmission, TDT); chastota domeni sinov asbobi vektor tarmoq analizatori (VNA). IPC-TM650 test spetsifikatsiyasida tenglikni yo’qotish signalini sinash uchun beshta sinov usuli tavsiya etiladi: chastota domeni usuli, samarali tarmoqli kengligi usuli, ildiz puls energiyasi usuli, qisqa puls tarqalishi usuli, bir tomonlama TDR differentsial kiritish yo’qotish usuli.

2.1 Chastota domen usuli

Chastota domen usuli asosan uzatish liniyasining S-parametrlarini o’lchash uchun vektor tarmoq analizatoridan foydalanadi, to’g’ridan-to’g’ri kiritish yo’qotish qiymatini o’qiydi va keyin ma’lum bir chastota diapazonida (masalan, 1 gigagertsli ~ 5 gigagertsli) Kengashning o’tishini / muvaffaqiyatsizligini o’lchang.

Chastota domeni usulining o’lchov aniqligidagi farq asosan kalibrlash usulidan kelib chiqadi. Turli xil kalibrlash usullariga ko’ra, uni SLOT (Qisqa chiziqli-Ochiq-Thru), Ko’p chiziqli TRL (Thru-Reflect-Line) va Ecal (Elektron kalibrlash) elektron kalibrlash usullariga bo’lish mumkin.

SLOT odatda standart kalibrlash usuli sifatida qabul qilinadi [5]. Kalibrlash modelida 12 ta xato parametrlari mavjud. SLOT usulining kalibrlash aniqligi kalibrlash qismlari tomonidan aniqlanadi. Yuqori aniqlikdagi kalibrlash qismlari o’lchash uskunalari ishlab chiqaruvchilari tomonidan taqdim etiladi, ammo kalibrlash qismlari qimmat va odatda faqat koaksiyal muhit uchun mos keladi, kalibrlash ko’p vaqt talab qiladi va o’lchov terminallari soni ortib borayotganligi sababli geometrik ravishda ortadi.

MulTI-Line TRL usuli asosan koaksial bo’lmagan kalibrlash o’lchovi uchun ishlatiladi [6]. Foydalanuvchi tomonidan ishlatiladigan uzatish liniyasining materialiga va sinov chastotasiga ko’ra, TRL kalibrlash qismlari 2-rasmda ko’rsatilganidek ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan. Ko’p chiziqli TRL SLOTga qaraganda loyihalash va ishlab chiqarish osonroq bo’lsa-da, kalibrlash vaqti Ko’p chiziqli TRL usuli ham o’lchov terminallari sonining ko’payishi bilan geometrik ravishda ortadi.

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

Ko’p vaqt talab qiluvchi kalibrlash muammosini hal qilish uchun o’lchov uskunalari ishlab chiqaruvchilari Ecal elektron kalibrlash usulini joriy qildilar [7]. Ecal – uzatish standarti. Kalibrlashning aniqligi asosan asl kalibrlash qismlari bilan belgilanadi. Shu bilan birga, sinov kabelining barqarorligi va sinov armatura qurilmasining takrorlanishi sinovdan o’tkaziladi. Ishlash va sinov chastotasining interpolyatsiya algoritmi ham test aniqligiga ta’sir qiladi. Odatda, sinov kabelining oxirigacha mos yozuvlar yuzasini kalibrlash uchun elektron kalibrlash to’plamidan foydalaning, so’ngra armatura kabelining uzunligini qoplash uchun o’rnatish usulidan foydalaning. 3-rasmda ko’rsatilganidek.

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

Misol sifatida differensial uzatish liniyasining kiritish yo’qotilishini olish uchun uchta kalibrlash usulini taqqoslash 1-jadvalda ko’rsatilgan.

2.2 Samarali tarmoqli kengligi usuli

Samarali tarmoqli kengligi (EBW) qat’iy ma’noda uzatish liniyasining yo’qolishining sifatli o’lchovidir. U qo’shishni yo’qotishning miqdoriy qiymatini ta’minlay olmaydi, lekin EBW deb nomlangan parametrni ta’minlaydi. Samarali tarmoqli kengligi usuli TDR orqali uzatish liniyasiga ma’lum bir ko’tarilish vaqti bilan qadam signalini uzatish, TDR asbobi va DUT ulangandan keyin ko’tarilish vaqtining maksimal qiyaligini o’lchash va uni yo’qotish omili sifatida aniqlash, MVda /s. Aniqrog’i, u aniqlaydigan narsa nisbiy umumiy yo’qotish omili bo’lib, u sirtdan sirtga yoki qatlamdan qatlamga uzatish liniyasining yo’qolishidagi o’zgarishlarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin [8]. Maksimal nishabni to’g’ridan-to’g’ri asbobdan o’lchash mumkin bo’lganligi sababli, samarali tarmoqli kengligi usuli ko’pincha bosilgan elektron platalarni ommaviy ishlab chiqarishni sinash uchun ishlatiladi. EBW testining sxematik diagrammasi 4-rasmda ko’rsatilgan.

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

2.3 Ildiz pulsining energiya usuli

Root ImPulse Energy (RIE) odatda mos yozuvlar yo’qotish liniyasi va sinov uzatish liniyasining TDR to’lqin shakllarini olish uchun TDR asbobidan foydalanadi va keyin TDR to’lqin shakllarida signalni qayta ishlashni amalga oshiradi. RIE test jarayoni 5-rasmda ko’rsatilgan:

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

2.4 Qisqa impulsning tarqalish usuli

Qisqa impuls tarqalishi usuli (Qisqa impuls tarqalishi, SPP deb ataladi) sinov printsipi 30 mm va 100 mm kabi turli uzunlikdagi ikkita uzatish liniyasini o’lchash va ikkalasi orasidagi farqni o’lchash orqali parametr susaytirish koeffitsienti va fazasini chiqarishdir. uzatish liniyalarining uzunligi. Shakl 6da ko’rsatilganidek, doimiy. Ushbu usuldan foydalanish ulagichlar, kabellar, problar va osiloskopning aniqligi ta’sirini minimallashtirishi mumkin. Agar yuqori samarali TDR asboblari va IFN (Impuls shakllantirish tarmog’i) ishlatilsa, sinov chastotasi 40 gigagertsgacha bo’lishi mumkin.

2.5 Bitta uchli TDR differentsial kiritish yo’qotish usuli

Yagona uchli TDR to differensial kiritish yo‘qolishi (SET2DIL) 4 portli VNA yordamida differensial kiritish yo‘qolishi testidan farq qiladi. Bu usul differensial uzatish liniyasiga TDR qadam javobini uzatish uchun ikki portli TDR asbobidan foydalanadi , Differensial uzatish liniyasining oxiri 7-rasmda ko’rsatilganidek, qisqa tutashgan. SET2DIL usulining odatiy o’lchash chastotasi diapazoni 2 gigagertsli ~ 12 gigagertsli va o’lchov aniqligiga asosan sinov kabelining mos kelmaydigan kechikishi va DUT ning impedans mos kelmasligi ta’sir qiladi. SET2DIL usulining afzalligi shundaki, qimmat 4 portli VNA va uning kalibrlash qismlaridan foydalanishga hojat yo’q. Sinov qilingan qismning uzatish liniyasining uzunligi VNA usulining faqat yarmini tashkil qiladi. Kalibrlash qismi oddiy tuzilishga ega va kalibrlash vaqti sezilarli darajada kamayadi. Bu PCB ishlab chiqarish uchun juda mos keladi. 8-rasmda ko’rsatilganidek, partiyaviy sinov.

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

3 Sinov uskunalari va sinov natijalari

SET2DIL sinov taxtasi, SPP sinov taxtasi va Multi-Line TRL sinov taxtasi dielektrik o’tkazuvchanligi 3.8, dielektrik yo’qotish 0.008 va RTF mis folga bilan CCL yordamida amalga oshirildi; sinov uskunasi DSA8300 namuna olish osiloskopi va E5071C vektor tarmoq analizatori edi; Har bir usulning differentsial kiritish yo’qolishi Sinov natijalari 2-jadvalda ko’rsatilgan.

PCB bosilgan elektron plataning signal yaxlitligiga ta’sir etuvchi omillarni tahlil qilish

4 ta natija

Ushbu maqolada, asosan, hozirda sanoatda qo’llaniladigan bir nechta PCB uzatish liniyasi signalini yo’qotish o’lchov usullarini taqdim etadi. Amaldagi turli xil sinov usullari tufayli o’lchangan kiritish yo’qotish qiymatlari har xil va sinov natijalarini gorizontal ravishda to’g’ridan-to’g’ri taqqoslab bo’lmaydi. Shuning uchun tegishli signalni yo’qotish sinov texnologiyasi turli xil texnik usullarning afzalliklari va cheklovlariga qarab tanlanishi va o’z ehtiyojlari bilan birlashtirilishi kerak.