CN106855590A - 一种pcb阻抗模块结构及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PCB阻抗模块结构及其检测方法，其中一种PCB阻抗模块结构，包括阻抗条，设于阻抗条上的阻抗模块、设于阻抗模块两端的两个定位孔；近于所述定位孔的内端设有若干测试孔。本发明的一种PCB阻抗模块结构及其检测方法，通过在阻抗模块两端都设有测试点，分别测试两个测试点的阻抗数据，得出平均值，有效的减小了测试差异，提升PCB阻抗测量的准确性，减小阻抗模块的阻抗测试值与单元内阻抗值的差异。

Description

一种PCB阻抗模块结构及其检测方法

技术领域

本发明涉及PCB板的测试和检测领域，更具体地说是指一种PCB阻抗模块结构及其检测方法。

背景技术

PCB板，是印刷电路板的简称，也叫插件板，是大多数电子产品的主要部件。在所有电子产品在出厂前，甚至出厂后的使用过程中，都伴随着一系列的性能测试，以预先发现和排除故障，进而保证产品质量，PCB板更是如此。

随着通信科技的不断提升，必然对PCB板的要求也有了相应的提高，传统意义上的PCB已经受到严峻的挑战，以往PCB的open&short从目前来看已变成PCB的最基本需求，取而代之的是一些为保证客户设计意图的体现而在PCB上所体现的性能的要求，如阻抗控制等。在过去的几年之中，阻抗控制的PCB已经从纯粹的专家应用转变为更加普及的应用。

根据传输线理论和信号的传输理论，信号不仅仅是时间变量的函数，同时还是距离变量的函数，所以信号在联机上的每一点都有可能变化。因此定义线路的交流阻抗，即变化的电压与变化的电流之此为传输线的特性阻抗。

传输线的特性阻抗只与PCB板上线路本身的特性相关，在实际电路中，导线本省电阻值小于系统的分布阻抗，特别是在高频电路中，特性阻抗主要取决于联机的单位分布电容和单位分布电感带来的分布阻抗。

PCB板中的导体中会有各种信号传递，当为提高其传输速率而必须提高其频率，线路本身因蚀刻，迭层厚度，导线宽度等因素不同，将会造成阻抗值的变化，使其信号失真。故在高速线路板上的导体，其阻抗值应控制在某一范围之内，称为“阻抗控制”。

在针对PCB板尤其是高频PCB板的测试平台中，射频探针测试方式最为普遍；这在如中国专利公告号为“CN102221376A”的专利名称为“一种PCB板测试工装”的发明专利文本，以及中国专利公告号为“CN102707182A”的专利名称为“一种PCB板测试治具”的发明专利文本中均有所描述：包括可彼此相向活动的上、下模，上、下模的相向面的至少其中之一处布置针板，针板以射频探针阵列布置而成。工作时，以射频探针的针尖对准待测试PCB板上的测试点，从而以射频探针本体起到对外界测试仪器的信号引出目的。然而，随着社会科技的迅速发展，PCB板的小型化和集成化是大势所趋，具备庞大密集的测试点的PCB板比比皆是。传统的射频探针本身就具备一定直径，有些甚至在末端布置法兰等固定结构，由于上述射频探针无法进行结构统一化，如何快速寻求到与待测PCB板阻抗匹配的特定射频探针成为难题，往往因勉强选择而导致测试时驻波比过低，测试准确度随之受到影响。同样，由于测试点的密集化，当待测PCB板相邻的两个射频的测试点间距比较近时，常用的射频探针和测试夹具之间的共地无法满足测试要求，这会导致测试数据不可靠；或者由于相邻测试点距离太近而发生射频探针干涉现象，进而导致出现无法安装射频探针的状况。此外的，常规的射频探针由于自身单纯材质结构，也根本无法适用于高频PCB板的被测端口功率较大的场合。最后，高频射频探针的技术一般是国外垄断，采购周期过长且价格昂贵，显然也无法满足目前厂家的产品开发周期和成本控制等要求，这也对高频PCB板的实际测试产生了一定影响。

现有技术阻抗测试模块设计为6英寸长度的阻抗线；阻抗线的一端与孔相连；阻抗测试机通过探头测量孔来判断阻抗线的阻抗大小。

阻抗线长度为6英寸，因阻抗线在电镀及蚀刻时阻抗线的不同位置会有线宽及铜厚差异，阻抗线下的压合介质层厚度也会因压合的均匀性差异而存在厚度差异，而影响阻抗值的主要因子为，铜厚，线宽，压合介质层厚度，故单从一端测试阻抗线的阻抗大小，容易产生偏差。

因此，有必要设计一种PCB阻抗模块结构及其检测方法，提升PCB阻抗测量的准确性，减小阻抗模块阻抗测试值与单元内阻抗值的差异。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种PCB阻抗模块结构及其检测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种PCB阻抗模块结构，包括阻抗条，设于阻抗条上的阻抗模块、设于阻抗模块两端的两个定位孔；近于所述定位孔的内端设有若干测试孔。

其进一步技术方案为：阻抗模块包括阻抗线以及设于阻抗线两侧的护卫铜。

其进一步技术方案为：所述阻抗线长度为6.5英寸。

其进一步技术方案为：所述护卫铜与阻抗线距离最小为0.5mm，最大为3mm；当单元内阻抗线距离其他线路及铜皮小于0.5mm时，护卫铜与阻抗线距离为0.5mm，当单元内阻抗线距离其他铜皮大于3mm时，护卫铜与阻抗线距离为3mm。

其进一步技术方案为：所述两个定位孔关于阻抗条纵向轴线对称。

其进一步技术方案为：所述定位孔的直径为2mm。

其进一步技术方案为：所述测试孔为4个，2个为一组、分别为第一测试点和第二测试点、且关于阻抗条纵向轴线对称。

其进一步技术方案为：所述测试孔的直径为1.2mm。

一种PCB阻抗模块检测方法，包括以下步骤：

步骤一，将待测的PCB阻抗模块结构放置在阻抗测试仪的检测平台上；

步骤二，使用阻抗测试仪对PCB阻抗模块结构上的第一测试点进行阻抗测试，计算出阻抗数据1；

步骤三，使用阻抗测试仪对PCB阻抗模块结构上的第二测试点进行阻抗测试，计算出阻抗数据2；

步骤四，根据计算出的阻抗数据1和阻抗数据2，计算出二者平均值，作为最终阻抗数据。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的一种PCB阻抗模块结构及其检测方法，通过在阻抗模块两端都设有测试点，分别测试两个测试点的阻抗数据，得出平均值，有效的减小了测试差异，提升PCB阻抗测量的准确性，减小阻抗模块的阻抗测试值与单元内阻抗值的差异。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例提供的一种PCB阻抗模块结构的PCB阻抗模块结构图；

图2为本发明具体实施例提供的一种PCB阻抗模块检测方法的流程框图。

附图标记

10 阻抗条 11 阻抗线

12 护卫铜 13 定位孔

14 第一测试点 15 第二测试点

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1至图2所示的具体实施例，本实施例提供的一种PCB阻抗模块结构，包括PCB板10，设于PCB板10上的阻抗模块、设于阻抗模块两端的两个定位孔13；近于定位孔13的内端设有若干测试孔。

具体的，如图1所示，阻抗模块包括阻抗线11以及设于阻抗线11两侧的护卫铜12，阻抗线11长度为6.5英寸。护卫铜12与阻抗线11距离最小为0.5mm，最大为3mm；当单元内阻抗线11距离其他线路及铜皮小于0.5mm时，护卫铜12与阻抗线11距离为0.5mm，当单元内阻抗线11距离其他铜皮大于3mm时，护卫铜12与阻抗线11距离为3mm。护卫铜12起到保护阻抗线11，减少因为阻抗条均匀性的问题，导致蚀刻线宽及电镀镀铜厚度的差异。护卫铜12上可设计型号&阻抗要求值&阻抗线11宽要求字样，字样采用蚀刻方式蚀刻掉铜，漏出基材，字体宽度设计为0.15mm。

其中，两个定位孔13关于PCB板10纵向轴线对称。测试孔为4个，2个为一组、分别为第一测试点14和第二测试点15、且关于PCB板10纵向轴线对称。测试孔的直径为1.2mm。定位孔的直径为2mm，定位孔设计为2mm的无铜孔，成型时可通过此孔定位，方便将阻抗条从PNL中锣出。

如图2所示，本发明还提供了一种PCB阻抗模块检测方法，包括以下步骤：

步骤一，将待测的PCB阻抗模块结构放置在阻抗测试仪的检测平台上；

步骤二，使用阻抗测试仪对PCB阻抗模块结构上的第一测试点进行阻抗测试，计算出阻抗数据1；

步骤三，使用阻抗测试仪对PCB阻抗模块结构上的第二测试点进行阻抗测试，计算出阻抗数据2；

步骤四，根据计算出的阻抗数据1和阻抗数据2，计算出二者平均值，作为最终阻抗数据。

具体的，在制作阻抗条时，过程中有很多的规范，包括阻抗值工程设计计算基准和特性阻抗板工艺控制：

其中，阻抗值工程设计计算基准包括以下内容：

1、阻抗线设计类型包括，单回转式阻抗线设计、单直式阻抗线设计和双直式阻抗线(差动)设计。本实施例中，采用单直式阻抗线设计。

2、线路铜厚计算基准

注：线路铜厚是根据普通垂直电镀线的能力为依据，当电镀线的能力改变时需作修改！

3、介电常数(Dielectric Constant)

介电常数包括外层阻抗线的介电常数和内层阻抗线的介电常数。

4、阻抗设计值计算模式

5、阻抗测试线设计规定

5.1当客户对阻抗测试线设计没有规定时，阻抗测试线设计按以下规定：

阻抗测试线长度≥6.0in(本实施例中，采用6.5in)

阻抗测试线离其它铜面距离20mil。

阻抗测试线一般按直线设计，如采用弯曲线方式(A类)，曲线要求圆滑，不能有折线。阻抗测试条的空白区要加假铜皮。

5.2特性阻抗测试孔成品孔径要求为1.0mm，讯号线测试孔与参考层测试孔的中心座标间距均为100mil(或两孔中心直线距离141mil)。

5.3讯号线测试孔的焊盘为圆形，参考层测试孔的焊盘为正方形，其焊盘均比测试孔大12mil，其阻焊窗均比焊盘大10mil。

5.4讯号线下的参考层铜皮要连续，不能有间断或套成空洞，讯号线与参考层之间不能做有铜层。参考层测试孔只与参考层相连；讯号线测试孔只与讯号线相连。

5.5设计差动阻抗时，测试孔间距要做成跟公司的测试工具一致。

其中，特性阻抗板工艺控制包括以下内容：

所有有特性阻抗要求的板必须作样板或FA至湿膜字符后测特性阻抗合格，才可批量生产！

1、工艺流程规定

有特性阻抗要求的板优先走整板镀铜+酸蚀工艺(特别是阻抗测试线设计为稀线路，阻抗测试线附近无大铜面的板的板)。

2、有外层阻抗的板在外层蚀刻(碱蚀或酸蚀)生产必须做阻抗首板完成，才可批量生产，过程控制每200pnls，应抽查10pnls。

3、阻抗板控制规范

3.1阻抗板MI控制

阻抗测试条线宽 设计计算基准值±0.5mil

绝缘层厚度 设计计算基准值±0.8mil

线路铜厚 按客户阻抗要求范围计算

注：(1)阻抗测试条线宽的设计计算基准值为：按绝缘层厚度为中值时，计算出阻抗值与客户阻抗要求中值的偏差符合要求时的线宽值！

(2)阻抗测试条绝缘层厚度的设计计算基准值为：按阻抗测试条线宽为中值时，计算出阻抗值与客户阻抗要求中值的偏差符合要求时的绝缘层厚度值！

(3)当设计计算基准值≠客户要求值时应联系客户认可。

3.2工序阻抗控制

4、特性阻抗的设计计算值与实测值一般会有一定的偏差，需要在生产中评估验证、调整。

综上所述，本发明的一种PCB阻抗模块结构及其检测方法，通过在阻抗模块两端都设有测试点，分别测试两个测试点的阻抗数据，得出平均值，有效的减小了测试差异，提升PCB阻抗测量的准确性，减小阻抗模块的阻抗测试值与单元内阻抗值的差异。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，包括阻抗条，设于阻抗条上的阻抗模块、设于阻抗模块两端的两个定位孔；近于所述定位孔的内端设有若干测试孔。

2.根据权利要求1所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述阻抗模块包括阻抗线以及设于阻抗线两侧的护卫铜。

3.根据权利要求2所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述阻抗线长度为6.5英寸。

4.根据权利要求2所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述护卫铜与阻抗线距离最小为0.5mm，最大为3mm；当单元内阻抗线距离其他线路及铜皮小于0.5mm时，护卫铜与阻抗线距离为0.5mm，当单元内阻抗线距离其他铜皮大于3mm时，护卫铜与阻抗线距离为3mm。

5.根据权利要求1所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述两个定位孔关于阻抗条纵向轴线对称。

6.根据权利要求1所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述定位孔的直径为2mm。

7.根据权利要求1所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述测试孔为4个，2个为一组、分别为第一测试点和第二测试点、且关于阻抗条纵向轴线对称。

8.根据权利要求1所述的一种PCB阻抗模块结构，其特征在于，所述测试孔的直径为1.2mm。

9.一种PCB阻抗模块检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将待测的PCB阻抗模块结构放置在阻抗测试仪的检测平台上；

步骤二，使用阻抗测试仪对PCB阻抗模块结构上的第一测试点进行阻抗测试，计算出阻抗数据1；

步骤三，使用阻抗测试仪对PCB阻抗模块结构上的第二测试点进行阻抗测试，计算出阻抗数据2；

步骤四，根据计算出的阻抗数据1和阻抗数据2，计算出二者平均值，作为最终阻抗数据。