一种PCB背板过孔信号的VNA测试方法及测试系统
技术领域
本发明涉及PCB背板的VNA测试方法技术领域,尤其涉及一种高板厚PCB背板过孔信号的VNA测试方法及测试系统。
背景技术
PCB背板,是指具有线路和多排插孔,主要用于承载其他功能性子板和芯片,起到高速传输信号作用的一类PCB板。其作为关键元件之一,被广泛应用于通讯、航天、超级计算机、医疗设备、军用基站等重要场合。成品PCB背板的板厚较厚(一般在4.00mm以上,最高可达10mm以上),为了实现相应功能,PCB背板上都设有过孔。过孔一般是在PCB背板上使用钻针机械钻孔得到,为了能够钻透PCB背板,人们通常要选用具有较大直径的钻针(因为如果选用的钻针直径较小,则钻针的长度就会较短,就会出现钻不透PCB背板的情况,而如果选用的钻针直径较小、长度较长,则会在制作机械钻孔时出现频繁断针的问题),这导致PCB背板上的过孔孔径较大。
VNA(vector network analyzer),又称矢量网络分析仪,其与设在PCB背板上、孔壁内电镀有镀铜的过孔电连通后,能对PCB背板的插入损耗、回波损耗、TDR等进行测试和评估。为了提高PCB背板质量,现有的PCB背板一般都需要进行NVA测试和评估。
对PCB背板进行VNA测试,现有技术中主要有以下几种方法:
一、直接使用探针进行测试,然而此方法需要借助探针平台,而探针平台每台的价格在300万元以上,探针每支的价格在2万元左右,并且探针在测试过程中十分容易损坏,因此该测试方法成本巨大,使用较少。
二、使用常规的Molex73251连接器02连接PCB背板01和VNA设备(如图1所示),然而由于Molex73251连接器02的用于插入过孔04内部与孔壁电连接的接触点03体积较小,而PCB背板01上的过孔04孔径又较大,因此当Molex73251连接器02固定连接在PCB背板02上后,接触点03存在无法与过孔04孔壁良好接触的情况,因此,使用该连接器02只能测试过孔04孔径较小的PCB背板01,这导致适用范围较窄。
三、在PCB背板上压接特殊连接器,再通过外接电缆或卡板的方式连通PCB背板和VNA设备,然而该方法仍需将特殊连接器的插入部插入到过孔内部实现电连接,而当过孔孔径变化时,还需要根据过孔大小定制特殊连接器,这导致成本较高;特殊连接器的插入部插入到过孔内部时,插入部与过孔内壁相互挤压,在将插入部从过孔内部拔出时,插入部容易损伤过孔内壁上的镀铜,进而影响测试精度和损伤PCB背板质量;另外,特殊连接器需要压接或焊接在PCB背板上,由于特殊连接器的阻抗与过孔内镀铜的阻抗值不同,在VNA设备和PCB背板之间连接特殊连接器后,会出现阻抗不连续的情况,进而导致引入额外的信号反射,影响测试精度。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中PCB背板的VNA测试方法成本高,且容易损伤过孔内壁的技术缺陷,从而提供一种成本低,且不会损伤过孔内壁的PCB背板过孔信号的VNA测试方法。
本发明进一步要解决的技术问题在于克服现有技术中PCB背板的VNA测试方法精度低的技术缺陷,从而提供一种能够提高测试精度的PCB背板过孔信号VNA测试方法。
本发明另一要解决的技术问题在于克服现有技术中PCB背板的VNA测试方法成本高,且容易损伤过孔内壁的技术缺陷,从而提供一种成本低,且不会损伤过孔内壁的PCB背板过孔信号的VNA测试系统。
为此,本发明提供一种PCB背板过孔信号的VNA测试方法,包括如下步骤:
在PCB背板的过孔内贴合镀铜形成孔环,使得所述孔环具有伸出于所述过孔而位于所述PCB背板外表面上的承载面;
在所述承载面上安装导电片;
将连接器固定安装在所述PCB背板上;
将连接器的接触点与所述导电片的表面贴合接触;
连接所述连接器和VNA设备;
对所述VNA设备通电,使得过孔内的镀铜、所述承载面、所述导电片以及所述接触点形成电导通,以对过孔信号进行测试。
作为一种优选方案,在所述承载面上安装导电片的步骤中,在所述承载面和所述导电片之间设置导电材料,所述导电片通过导电材料间接安装在所述承载面上。
作为一种优选方案,所述导电材料采用涂覆的方式设置在所述导电片上;和/或所述导电材料采用涂覆的方式设置在所述承载面上。
作为一种优选方案,所述导电材料为导电膏,所述导电片为铜片。
作为一种优选方案,所述导电膏为锡银铜导电膏。
作为一种优选方案,所述导电材料为锡膏,所述导电片为铜片,使用回流焊的方法将所述导电片固定在所述PCB背板上。
作为一种优选方案,所述导电片为直径大于所述过孔孔径0.3-0.5mm的圆片,且所述导电片的厚度为0.8-1.2oz。
作为一种优选方案,将连接器固定安装在所述PCB背板上的步骤中,采用定位螺钉穿过位于所述PCB背板上的定位通孔和位于所述连接器上的定位螺纹孔,将所述连接器螺接固定在所述PCB背板上。
作为一种优选方案,对所述定位通孔的远离所述连接器一端的进行扩孔,使其孔径大于所述定位通孔的靠近所述连接器一端的孔径以形成阶梯孔,且所述定位通孔的远离所述连接器一端的孔径大于所述定位螺钉的螺钉帽的直径。
作为一种优选方案,所述连接器为Molex73251连接器。
本发明还提供一种PCB背板过孔信号的VNA测试系统,包括
孔环,设在PCB背板的过孔内壁上,具有伸出所述过孔而位于所述PCB背板外表面上的承载面;
导电片,安装在所述承载面上;
连接器,固定安装在所述PCB背板上,且其接触点与所述导电片的表面贴合接触;
以及VNA设备,与所述连接器电连接,并通过所述连接器与所述孔环电连接。
作为一种优选方案,所述承载面和所述导电片之间设置有导电材料,所述导电片通过所述导电材料间接安装在所述承载面上。
作为一种优选方案,所述导电材料为导电膏,所述导电片为铜片。
作为一种优选方案,所述导电膏为锡银铜导电膏。
作为一种优选方案,所述导电材料为锡膏,所述导电片为铜片,使用回流焊的方法将所述导电片固定在所述PCB背板上。
作为一种优选方案,所述导电片为直径大于所述过孔孔径0.3-0.5mm的圆片,且所述导电片的厚度为0.8-1.2oz。
作为一种优选方案,还包括
定位通孔,设在所述PCB背板上;
定位螺纹孔,设在所述连接器上;
以及定位螺钉,穿过所述定位通孔与所述定位螺纹孔螺接,从而将所述连接器固定在所述PCB背板上。
作为一种优选方案,所述定位通孔的远离所述连接器一端的孔径,大于所述定位通孔的靠近所述连接器一端的孔径,且所述定位通孔的远离所述连接器一端的孔径大于所述定位螺钉的螺钉帽的直径。
作为一种优选方案,所述连接器为Molex73251连接器。
本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试方法及测试系统,具有以下优点:
1.本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试方法,在PCB背板的过孔内贴合镀铜形成孔环,孔环的承载面一方便与过孔内的镀铜电连接,一方面与导电片电连接,从而将导电片与过孔内的镀铜电连接,因此,在将连接器的接触点与导电片相连后,实现了VNA设备与过孔内壁的电连接,其通过孔环和导电片的配合设计,避免了现有技术中需要将连接器的接触点或特殊连接器的插入部插入到过孔内部与过孔内壁镀铜相连的方式导致的成本高和容易损伤过孔内壁的技术缺陷,因而具有成本低和不损伤过孔内壁的优点。
2.本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试方法,使用导电材料电连接导电片和过孔内壁,更容易实现均匀的电导通,提升电连接质量。进一步的设置导电材料为导电膏,导电片为铜片,可以减弱阻抗值不连续的情况,避免引入额外的信号反射,进而提高测试精度,作为一种优选,锡银铜导电膏的阻抗性能与铜的阻抗性能十分接近,可以将阻抗值不连续的情况降低到最低,最大程度提高测试精度。
3.本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试方法,通过对定位通孔远离连接器的一端进行扩孔,使其孔径大于定位通孔的靠近连接器一端的孔径以形成阶梯孔,且定位通孔的远离连接器一端的孔径大于定位螺钉的螺钉帽的直径,从而可以使定位螺钉穿过具有较大厚度的PCB背板,实现PCB背板与连接器的固定连接。
4.本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试系统,在PCB背板的过孔内贴合镀铜形成孔环,孔环的承载面一方便与过孔内的镀铜电连接,一方面与导电片电连接,从而将导电片与过孔内的镀铜电连接,因此,在将连接器的接触点与导电片相连后,实现了VNA设备与过孔内壁的电连接,其通过孔环和导电片的配合设计,避免了现有技术中需要将连接器的接触点或特殊连接器的插入部插入到过孔内部与过孔内壁镀铜相连的方式导致的成本高和容易损伤过孔内壁的技术缺陷,因而具有成本低和不损伤过孔内壁的优点。
5.本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试系统,使用导电材料电连接导电片和过孔内壁,更容易实现均匀的电导通,提升电连接质量。进一步的设置导电材料为导电膏,导电片为铜片,可以减弱阻抗值不连续的情况,避免引入额外的信号反射,进而提高测试精度,作为一种优选,锡银铜导电膏的阻抗性能与铜的阻抗性能十分接近,可以将阻抗值不连续的情况降低到最低,最大程度提高测试精度。
6.本发明提供的PCB背板过孔信号的VNA测试系统,通过对定位通孔远离连接器的一端进行扩孔,使其孔径大于定位通孔的靠近连接器一端的孔径以形成阶梯孔,且定位通孔的远离连接器一端的孔径大于定位螺钉的螺钉帽的直径,从而可以使定位螺钉穿过具有较大厚度的PCB背板,实现PCB背板与连接器的固定连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中Molex73251连接器与PCB背板配合插接的结构原理图。
图2为本发明一种实施方式中PCB背板的结构原理图。
图3为本发明一种实施方式中对定位通孔进行部分扩孔的结构原理图。
图4为本发明一种实施方式中Molex73251连接器与PCB背板配合连接后的结构原理图。
附图标记:01-PCB背板,02-Molex73251连接器,03-接触点,04-过孔;1-PCB背板,11-过孔,12-孔环,13-定位通孔,2-导电片,3-连接器,31-接触点,32-定位螺纹孔,33-定位螺钉,34-螺钉帽,35-接线端,5-导电材料。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种PCB背板过孔信号的VNA测试方法,参照附图2-4所示,包括如下步骤:
S1、在PCB背板1的过孔11内贴合镀铜形成孔环12,并使得所述孔环12具有伸出于所述过孔11而位于所述PCB背板1外表面上的承载面;
S2、在所述承载面上安装导电片2;
S3、将连接器3固定安装在所述PCB背板1上;
S4、将连接器3的接触点31与所述导电片2的表面贴合接触;
S5、连接所述连接器3和VNA设备;
S6、对所述VNA设备通电,使得过孔11内的镀铜、所述承载面、所述导电片2以及所述接触点31形成电导通,以对过孔信号进行测试。
上述实施方式中提供的PCB背板过孔信号的VNA测试方法,在PCB背板1的过孔11内贴合镀铜形成孔环12,孔环12的承载面一方面与过孔11内的镀铜电连接,一方面与导电片2电连接,从而将导电片2与过孔11内的镀铜电连接,因此,在将连接器3的接触点31与导电片2相连后,实现了VNA设备与过孔11内壁的电连接,其通过孔环12和导电片2的配合设计,避免了现有技术中需要将连接器3的接触点或特殊连接器的插入部插入到过孔内部与过孔内壁镀铜相连的方式导致的成本高和容易损伤过孔内壁的技术缺陷,因而具有成本低和不损伤过孔内壁的优点。
上述步骤S1中,孔环12在PCB背板1制作时电镀生成,其材质与过孔内壁上的镀铜相同。
上述步骤S2中,将导电片2安装在承载面上的具体操作方法为,在所述承载面和所述导电片2之间设置导电材料5,使导电片22通过导电材料5间接安装在所述承载面上。作为优选,上述的导电材料选用市售锡银铜导电膏,导电片2选用铜片,导电膏采用涂覆的方式设置在导电片2上,然后在将导电片2贴合在承载面上实现安装。
使用导电材料5电连接导电片2和过孔11内壁,更容易实现均匀的电导通,提升电连接质量。进一步的设置导电材料5为导电膏,导电片2为铜片,可以减弱阻抗值不连续的情况,避免引入额外的信号反射,进而提高测试精度,作为一种优选,锡银铜导电膏的阻抗性能与铜的阻抗性能十分接近,可以将阻抗值不连续的情况降低到最低,最大程度提高测试精度。
作为一种导电膏涂覆位置的变形方案,也可以将所述导电材料5涂覆在所述承载面上,然后将导电片2贴合在导电材料5上,实现导电片2的安装。
本实施例提供的PCB背板过孔信号的VNA测试方法,使用锡银铜导电膏作为导电材料5电连接导电片和过孔内壁,更容易实现均匀的电导通,有利于提升电连接质量,并能够减弱阻抗值不连续的情况,避免引入额外的信号反射,因而能够提高测试精度。
作为一种导电材料选用的变形方案,也可选用锡膏作为所述导电材料5,并采用回流焊的方法将所述铜片固定在所述PCB背板1上。
作为一种优选方案,在将铜片固定在PCB背板1上之前,先将铜片修剪成直径大于所述过孔11孔径0.4mm的圆片,且选用铜片的厚度为1oz;当然,本领域的技术人员还可以在此基础上进行变形,只要将铜片的直径大于过孔11孔径0.3-0.5mm范围之内均可,另外,也可以选用0.8-1.2oz厚度的铜片。
上述实施例中,在步骤S3中,采用螺钉33穿过位于所述PCB背板1上的定位通孔13和位于所述连接器3上的定位螺纹孔32,将所述连接器3螺接固定在所述PCB背板1上。
作为一种优选方案,在上述步骤S3中,对所述定位通孔13的远离所述连接器3一端的进行扩孔,使其孔径大于所述定位通孔13的靠近所述连接器3一端的孔径以形成阶梯孔,且所述定位通孔13的远离所述连接器3一端的孔径大于所述定位螺钉33的螺钉帽34的直径。从而可以使定位螺钉33穿过具有较大厚度的PCB背板,实现PCB背板与连接器的固定连接。
本实施例所选用的连接器3为常用的Molex73251连接器。
实施例2
本实施例提供一种PCB背板过孔信号的VNA测试系统,包括
孔环12,设在PCB背板1的过孔11内壁上,具有伸出所述过孔11而位于所述PCB背板1外表面上的承载面;
导电片2,安装在所述承载面上;
连接器3,固定安装在所述PCB背板1上,且其接触点31与所述导电片2的表面贴合接触;
以及VNA设备,与所述连接器3电连接,并通过所述连接器3与所述孔环12电连接。
本实施例的测试系统通电后,过孔11内的镀铜、承载面、导电片2以及接触点31形成电导通,从而对PCB背板的过孔信号进行测试。
本实施例中提供的PCB背板过孔信号的VNA测试系统,在PCB背板1的过孔11内贴合镀铜形成孔环12,孔环12的承载面一方面与过孔11内的镀铜电连接,一方面与导电片2电连接,从而将导电片2与过孔11内的镀铜电连接,因此,在将连接器3的接触点31与导电片2相连后,实现了VNA设备与过孔11内壁的电连接,其通过孔环12和导电片2的配合设计,避免了现有技术中需要将连接器3的接触点或特殊连接器的插入部插入到过孔内部与过孔内壁镀铜相连的方式导致的成本高和容易损伤过孔内壁的技术缺陷,因而具有成本低和不损伤过孔内壁的优点。
孔环12在PCB背板1制作时电镀生成,其材质与过孔内壁上的镀铜相同。
将导电片2安装在承载面上的具体结构为,在所述承载面和所述导电片2之间设置导电材料5,使导电片22通过导电材料5间接安装在所述承载面上。作为优选,上述的导电材料选用市售锡银铜导电膏,导电片2选用铜片,导电膏采用涂覆的方式设置在导电片2上,然后在将导电片2贴合在承载面上实现安装。
使用导电材料5电连接导电片2和过孔11内壁,更容易实现均匀的电导通,提升电连接质量。进一步的设置导电材料5为导电膏,导电片2为铜片,可以减弱阻抗值不连续的情况,避免引入额外的信号反射,进而提高测试精度,作为一种优选,锡银铜导电膏的阻抗性能与铜的阻抗性能十分接近,可以将阻抗值不连续的情况降低到最低,最大程度提高测试精度。
作为导电膏涂覆位置的变形方案,也可以将所述导电材料5涂覆在所述承载面上,然后将导电片2贴合在导电材料5上,实现导电片2的安装。
本实施例提供的PCB背板过孔信号的VNA测试系统,使用锡银铜导电膏作为导电材料5电连接导电片和过孔内壁,更容易实现均匀的电导通,有利于提升电连接质量,并能够减弱阻抗值不连续的情况,避免引入额外的信号反射,因而能够提高测试精度。
作为导电材料选用的变形方案,也可选用锡膏作为所述导电材料5,并采用回流焊的方法将所述铜片固定在所述PCB背板1上。
作为一种优选方案,在将铜片固定在PCB背板1上之前,先将铜片修剪成直径大于所述过孔11孔径0.4mm的圆片,且选用铜片的厚度为1oz;当然,本领域的技术人员还可以在此基础上进行变形,只要将铜片的直径大于过孔11孔径0.3-0.5mm范围之内均可,另外,也可以选用0.8-1.2oz厚度的铜片。
上述实施例中,采用定位螺钉33穿过位于所述PCB背板1上的定位通孔13和位于所述连接器3上的定位螺纹孔32,将所述连接器3螺接固定在所述PCB背板1上。
作为一种优选方案,对所述定位通孔13的远离所述连接器3一端的进行扩孔,使其孔径大于所述定位通孔13的靠近所述连接器3一端的孔径以形成阶梯孔,且所述定位通孔13的远离所述连接器3一端的孔径大于所述定位螺钉33的螺钉帽34的直径。从而可以使定位螺钉33穿过具有较大厚度的PCB背板,实现PCB背板与连接器的固定连接。
本实施例所选用的连接器3为常用的Molex73251连接器。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。