PCB测试解决方案

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系统概述:
 
  在当今的计算机、通信、消费电子产品中,几乎都有印刷电路板 (简称 PCB),PCB 作为有源芯片和无源器件(电阻、电容和电感等) 的载体,可以有效传递电流或电压信号。由于这些电子产品的信号速率越来越高,从 MHz跨越到了 GHz,从传统的数字电路频段跨越到射频和微波频段,因此给电子产品的设计带来了两方面的挑战。
 
  一方面,高速数字信号在传输时,必须保证 PCB 上传输线的阻抗连续性,如果阻抗不连续或者不匹配,会导致接收端信号的波形变差、抖动增大、眼图恶化。因此,必须测量传输线的阻抗; 另一方面,10 Gbps的电路板越来越多,在 5 GHz 以上时,PCB 上布线的趋肤效应和介质的损耗正切将影响产品的性能,而插入损耗是最直观的描述有损传输线的参数,因此,越来越多的客户要求测量 PCB 上各种传输线的插入损耗。
 
  目前,PCB 板厂在测试这些高速PCB 时,面临以下问题:
 
  1. 由于传统的 TDR 基于采样示波器,为了提高灵敏度和带宽,牺牲了产品的抗静电能力,在产线应用中非常容易被静电损坏;
 
  2. 一块PCB上有多种阻抗要求的传输线需要测量,测试工程师需要按照顺序测量相关传输线,而TDR仪器厂商的内置软件无法满足PCB产线测试的要求;
 
  3. 可能需要同时测量板边的COUPON或板内的传输线,测量COUPON的数量巨大,对探头的磨损很大;而测量板内传输线要求探针的间距可调节;需要较低成本的、有足够灵活性的探头;
 
  4. 在 PCB 板厂,测试传输线插入损耗的需求越来越迫切,Intel的SET2DIL方法是IPC规范中推荐的大批量PCB的损耗测量方法,某些厂商提供的测试仪器基于传统TDR,测试速度慢,效率低;
 
  系统特点:
 
  和创科技的高速 PCB 测试方案基于是德科技的矢量网络分析仪 E5063A/E5071C和自行开发的阻抗测试软件TDR2R以及损耗测试软件ENASET2DIL。这套测试方案的优点在于:
 
  1. 是德科技的 E5063A/E5071C在仪器内部使用了静电防护电路,具有很强的抵抗 ESD损害能力;相比传统的TDR,E5063A的动态范围更大、测试精度更高;
 
  2. 和创科技的PCB阻抗和损耗测试软件可兼容多个厂商的PCB SPEC,可使用脚踏板记录数据,快速的测量传输线的阻抗和损耗,并且自动可以生成报告;
 
  3. 和创科技开发的TDR探头可低成本的更换探针,既可测量COUPON,也可测量板内传输线,维护费用较低,适合生产线上测试量较大的应用。
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图1:阻抗测试软件TDR2R
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图2:PCB阻抗测试探头MP100A
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图3:基于SET2DIL的PCB损耗测试软件

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