CN108254625A - 一种插入损耗测试条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB技术领域，公开了一种插入损耗测试条，包括至少一层信号层，每层信号层至少包括两组具有不同预设长度的差分信号线，至少一组所述差分信号线沿其长度方向包括依次相连的若干条信号线段，相邻的两条所述信号线段之间形成有夹角。本发明实施例在测试条上采用非直线布线设计，同时删除了伴随地孔设计，不仅可以规避玻纤效应和周期性负载效应，提高插损测试精准度，降低了高速信号时间偏移的影响，而且可大大节省占用空间，提高板材利用率。

Description

一种插入损耗测试条

技术领域

本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种应用于PCB的插入损耗测试条。

背景技术

随着PCB产品逐步走入高速高频领域，信号线在不同频率下的插入损耗特性逐渐被关注，不同类别的插入损耗测试条被设计在PCB板上以监控产品插损特性。

业界标准通用的插入损耗测试条采用笔直布线方式，由于布线设计笔直导致测试条占用太大的板材空间，严重影响PCB板材利用率。同时玻璃布自身存在间隙会产生玻布DK不均匀现象，布线笔直设计会引起线路与经纬向玻璃布平行，从而引起差分信号线的两条线路所在玻布区域DK不一致，这样会造成玻纤效应产生高速信号时间偏移。

玻纤效应是指因介质中介电常数不均匀分布而导致在采用与玻璃布相平行的布线方式时会产生信号传输严重损耗的现象，其可以通过布线与介质中的玻璃布倾斜一定夹角设计来规避。

如图1所示的插入损耗测试条，其每个信号层包括2inch、6inch两种长度的差分信号线，为避免玻纤效应呈倾斜10°设计，距离差分信号线50mil的位置设计有一排平行于差分线的伴随地孔，孔径10mil，起到信号接地的作用。测试条图形设计在需要测试的信号层板边上，在包括两层信号层时，插入损耗测试条的两层信号层的叠加效果如图2所示。

但是，虽然呈倾斜10°的直线设计方式可以规避玻纤效应，但是同时会引起周期性负载效应(如果信号沿着直线设计的信号线上传输，会周期性地遇到玻布与树脂的混合介电常数的高低峰值，称为周期性负载)，从而影响插入损耗测试精准度，而且未解决测试条占用较大板材空间的问题，严重影响了PCB板材利用率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种插入损耗测试条，克服现有技术存在的插入损耗测试精准度低和占用较大板材空间的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种插入损耗测试条，包括至少一层信号层，每层信号层至少包括两组具有不同预设长度的差分信号线，至少一组所述差分信号线沿其长度方向包括依次相连的若干条信号线段，相邻的两条所述信号线段之间形成有夹角。

可选的，相邻的两条所述信号线段之间形成135°的夹角。

可选的，在包括两层或者两层以上所述信号层时，不同层的各组差分信号线相互错开设置。

可选的，所述差分信号线，整体呈倾斜设置，使得所述差分信号线与经纬向玻璃布形成预设夹角。

可选的，所述差分信号线与经纬向玻璃布形成的预设夹角为0～20°，进一步可以为3°～10°。

可选的，所述差分信号线沿其长度方向所包括的信号线段的数量为至少4条。

可选的，每组所述差分信号线包括第一信号线和第二信号线；所述插入损耗测试条的外层表面，在每组所述差分信号线的两端的投影位置分别设有一测试区；

所述测试区包括：第一信号孔，第二信号孔，第一测试焊盘，第二测试焊盘；所述第一信号孔为导通孔，与第一测试焊盘连接，同时与对应差分信号线中第一信号线的对应端连接；所述第二信号孔为导通孔，与第二测试焊盘连接，同时与对应差分信号线中第二信号线的对应端连接。

可选的，所述测试区还包括若干个接地孔，若干个所述接地孔分布于第一信号孔和第二信号孔周围。

可选的，所述测试区还包括若干个定位孔，若干个所述定位孔分布于测试区的四周边缘。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例在测试条上采用非直线布线设计，同时删除了伴随地孔设计，不仅可以规避玻纤效应和周期性负载效应，提高插损测试精准度，降低了高速信号时间偏移的影响，而且可大大节省占用空间，提高板材利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中插入损耗测试条的单层信号层的布线效果图；

图2为现有技术中插入损耗测试条的两层信号层的布线叠加效果图；

图3为本发明实施例提供的插入损耗测试条的单层信号层的布线效果图；

图4为本发明实施例提供的插入损耗测试条的两层信号层的布线叠加效果图；

图5为本发明实施例提供的插入损耗测试条的外层测试区域的结构示意图；

图6为优化设计前在介质中介电常数均匀分布时插入损耗测试结果图；

图7为优化设计后在介质中介电常数均匀分布时插入损耗测试结果图；

图8为优化设计前后在介质中介电常数不均匀分布时插入损耗测试结果对比图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种插入损耗测试条，其包括至少一层信号层，每层信号层至少包括两组具有不同长度的差分信号线，每组差分信号线包括具有相同长度和宽度的第一信号线和第二信号线；每组差分信号线沿其长度方向包括依次相连接的若干条信号线段，相邻的两条信号线段之间形成有夹角。

各个信号线段的长度可相同也可不相同，只要总长度之和满足预设的总长度即可。不同位置的相邻两条信号线段的夹角可相同也可不相同，具体不限制。进一步的，本实施例中每组差分信号线的相邻两条信号线段之间可以形成135°夹角，以使各组差分信号线的不同位置的线宽保持均匀性，从而保证良好的信号传输质量。

每组差分信号线沿其长度方向所包括的信号线段的数量为至少4条，即每组差分信号线弯折3次以上，这样可以有效地规避周期性负载。

在插入损耗测试条的外层表面，在每组差分信号线的两端的投影位置分别设有一测试区。每个测试区包括：第一信号孔，第二信号孔，第一测试焊盘，第二测试焊盘；第一信号孔为导通孔，贯通所有信号层，与第一测试焊盘连接，同时与对应差分信号线中第一信号线的对应端连接；第二信号孔为导通孔，贯通所有信号层，与第二测试焊盘连接，同时与对应差分信号线中第二信号线的对应端连接。

此外，每个测试区还包括若干个接地孔和若干个定位孔，接地孔和定位孔均为导通孔。接地孔分布于第一信号孔和第二信号孔周围，用于减少外界对信号孔内信号的干扰。定位孔分布于测试区的四周边缘，用于在测试过程中对测试治具进行定位，以确保测试稳定性。

为避免相互干扰，在插入损耗测试条包括有两层或者两层以上信号层时，不同层的差分信号线在空间上相互错开设置；同时，为节省空间，不同层的差分信号线在空间上可平行错开。

本实施例中，以插入损耗测试条包括有两层信号层为例，其单层信号层的布线效果如图3所示。图3所示的信号层中，包括有两组具有差分信号线，长度分别为2inch和6inch，均呈非直线布线设计。两层信号层的布线叠加效果如图4所示，由此可见，两层的差分信号线呈平行错开分布，这样即可避免相互之间产生干扰。每个测试区的结构如图5所示，包括有第一信号孔1、第二信号孔2、第一测试焊盘3、第二测试焊盘4、若干个接地孔5和若干个定位孔6；接地孔5的数量为7个，分布于第一信号孔1和第二信号孔2的周围，其孔径为0.5mm；定位孔6的数量为4个，分布于测试区的四周边缘，其孔径为1.115mm。

应用上述插入损耗测试条进行插入损耗测试的方法为：先将测试治具通过定位孔进行定位，再将测试探头接触测试条表层的测试焊盘，通过第一信号孔及第二信号孔导通连接到内层的差分信号线，通过测试探头监控内层的差分信号线的相关性能。通过在内层设计相同线宽间距不同长度——2inch和6inch的差分信号线，采用网络分析仪及插损测试探头分别测试2inch和6inch的差分信号线的信号损失，再通过计算6inch走线(内层信号线包括了过孔区域信号损失)与2inch走线的信号损失的差值得到1inch纯走线上的信号损失。

在采用非直线布线方式时，本实施例的插入损耗测试条的差分信号线总会存在部分信号线段会与经纬向玻璃布形成夹角，因而会明显减弱玻纤效应。当然，为进一步减弱玻纤效应，可将各组差分信号线整体倾斜预设角度，使其整体与经纬向玻璃布形成0～20°的夹角，通常情况下该夹角可选3°～10°，优选3°，无需倾斜较大角度，这样可在规避玻纤效应和周期性负载效应的同时节省占用的板材空间。

现有技术中采用图1和图2所示两层信号层设计时，插入损耗测试条的尺寸为9.09”×1.22”；相同条件下，本实施例采用图3和图4所示两层信号层设计时，插入损耗测试条的尺寸为5”×0.55”；通过对比可知，在同等条件下，本实施例的蛇形设计比现有设计节省了75.2％的板材空间使用率，可更加灵活方便的进行板边添加。

同时，在介质中介电常数均匀分布时，图6和图7分别示出了优化设计前和优化设计后插入损耗测试结果图，由两图对比可知，在相同前提条件下，本实施例设计与现有设计均未出现玻纤效应，插入损耗测试精准度一致，保证了测试条符合行业监控标准。在介质中介电常数不均匀分布时，图8示出了优化设计前和优化设计后插入损耗测试结果对比图，由此图可知，在相同前提条件下，本实施例设计的差分信号线呈多次弯折，可同时规避玻纤效应和周期性负载效应，不会对插入损耗测试精准度产生不良影响；而现有设计虽然可以规避玻纤效应，但是会引起周期性负载效应，影响了插入损耗测试精准度。

综上，本实施例在测试条上采用非直线布线设计，同时删除了伴随地孔设计，不仅可以规避玻纤效应和周期性负载效应，提高了插入损耗测试精准度，降低了高速信号时间偏移的影响，而且可大大节省占用空间，提高板材利用率。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种插入损耗测试条，包括至少一层信号层，每层信号层至少包括两组具有不同预设长度的差分信号线，其特征在于，至少一组所述差分信号线沿其长度方向包括依次相连的若干条信号线段，相邻的两条所述信号线段之间形成有夹角。

2.根据权利要求1所述的插入损耗测试条，其特征在于，相邻的两条所述信号线段之间形成135°的夹角。

3.根据权利要求1所述的插入损耗测试条，其特征在于，在包括两层或者两层以上所述信号层时，不同层的各组差分信号线相互错开设置。

4.根据权利要求1所述的插入损耗测试条，其特征在于，所述差分信号线，整体呈倾斜设置，使得所述差分信号线与经纬向玻璃布形成预设夹角。

5.根据权利要求4所述的插入损耗测试条，其特征在于，所述差分信号线与经纬向玻璃布形成的预设夹角为0～20°。

6.根据权利要求5所述的插入损耗测试条，其特征在于，所述差分信号线与经纬向玻璃布形成的预设夹角为3°～10°。

7.根据权利要求5所述的插入损耗测试条，其特征在于，所述差分信号线沿其长度方向所包括的信号线段的数量为至少4条。

8.根据权利要求1所述的插入损耗测试条，其特征在于，每组所述差分信号线包括第一信号线和第二信号线；所述插入损耗测试条的外层表面，在每组所述差分信号线的两端的投影位置分别设有一测试区；

所述测试区包括：第一信号孔，第二信号孔，第一测试焊盘，第二测试焊盘；所述第一信号孔为导通孔，与第一测试焊盘连接，同时与对应差分信号线中第一信号线的对应端连接；所述第二信号孔为导通孔，与第二测试焊盘连接，同时与对应差分信号线中第二信号线的对应端连接。

9.根据权利要求8所述的插入损耗测试条，其特征在于，所述测试区还包括若干个接地孔，若干个所述接地孔分布于第一信号孔和第二信号孔周围。

10.根据权利要求9所述的插入损耗测试条，其特征在于，所述测试区还包括若干个定位孔，若干个所述定位孔分布于测试区的四周边缘。