CN110096778B - 一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,包括:实测引线搭焊互联点传输性能;确定缺陷分辨率并确定缺陷矩阵;确定所测引线搭焊互联点基本参数;基于存在缺陷的互联点性能预测公式生成面向缺陷的性能误差矩阵;确定各个性能指标权重并生成多目标筛选方程;基于性能误差矩阵根据多目标筛选方程计算得到多目标筛选矩阵;提取多目标筛选矩阵中误差最小的值,判断此时性能误差是否可接受,确定缺陷参数及位置。本发明方法可以通过实测引线搭焊互联点性能指标,实现对引线搭焊互联点缺陷参数及位置的快速确定。
Description
技术领域
本发明属于微波互联技术领域,具体是一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法。本发明建立的基于传输性能测试数据及引线搭焊互联点基本参数的互联点缺陷确定方法,可用于快速准确确定引线搭焊互联点中缺陷的具体尺寸。
背景技术
随着微波组件在电子装备中的大量使用,多种互联点已广泛应用于各种雷达、卫星、基站等领域的微波组件中。其中引线搭焊互联点相对于其他形式的互联点工艺制造更容易、体积更小、性能更好,因此成为应用最广泛的互联点之一。
由于引线搭焊互联点是硬搭焊的一种,整体结构相对位置固定,极易产生缺陷(裂缝),目前国内外针对引线搭焊互联点的缺陷快速确定方法研究主要从两个方面展开,一个是针对引线搭焊互联点的物性结构电磁参数及其工作环境,深入研究引线搭焊互联点的可靠性问题,通过提高可靠性减少缺陷发生的概率;一个是针对引线搭焊互联点缺陷在电路中导致的信号完整性问题,借助软件仿真工具通过大量的仿真实验来对其缺陷参数进行确定,利用该方法确定互联点缺陷往往需要花费较多的时间建立互联点模型、进行软件仿真,且最终往往无法灵活地调整缺陷分辨率。这些问题是提高工程实践中对确定引线搭焊互联点的缺陷的最大障碍,已经限制了引线搭焊互联点的发展。
因此,有必要研究针对引线搭焊互联点基于传输性能实测数据确定互联点缺陷的方法,并建立其定量缺陷确定方法,实现通过引线搭焊互联点性能实测数据对引线搭焊互联点缺陷进行快速确定。
发明内容
基于上述问题,本发明建立的基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,可以通过实测引线搭焊互联点性能指标,实现对引线搭焊互联点缺陷参数快速确定,解决了目前无法基于引线搭焊互联点实测信号传输性能,快速、准确地确定互联点缺陷参数的问题。
实现本发明目的的技术解决方案是,一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,该方法包括下述步骤:
(1)实测引线搭焊互联点传输性能;
(2)确定缺陷分辨率并确定缺陷矩阵;
(3)确定所测引线搭焊互联点基本参数;
(4)基于存在缺陷的互联点性能预测公式和缺陷所在的互联点部分阻抗公式,生成面向缺陷的性能误差矩阵;
(5)确定各个性能指标权重,并生成多目标筛选方程;
(6)基于性能误差矩阵,根据多目标筛选方程的计算得到多目标筛选矩阵;
(7)提取多目标筛选矩阵中误差最小的值,判断此时性能误差是否可接受,确定缺陷参数及位置。
进一步的,步骤(1)中,所述的实测引线搭焊互联点传输性能包括回波损耗与插入损耗。
进一步的,步骤(2)中,缺陷指的是引线搭焊互联点中的从互联点与微带线连接部分由外向内断裂开裂纹缺陷,主要包括裂纹宽度w和裂纹高度h,假设裂纹宽度w变化范围为0~W,分为Fw等份;假设裂纹高度h变化范围为0~H,分为Fh等份,构成基于裂缝宽度w和裂缝高度h所有组合的缺陷矩阵A。
进一步的,步骤(3)中,所述引线搭焊互联点基本参数包括物性参数、结构参数和电磁参数,所述物性参数包括各部分材料的相对介电常数、相对电导率、相对磁导率和损耗角正切等;所述结构参数包括同轴线、互联点、介质基板、微带线的长度、高度、宽度、直径和间距等;所述电磁参数电磁工作频率f。
进一步的,步骤(4)按照如下过程进行:
(4a)确认存在缺陷的互联点性能预测公式和缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式;
(4b)生成面向缺陷的性能预测矩阵
将步骤(2)中整理得到的缺陷矩阵依次代入步骤(5a)中的存在缺陷的互联点性能预测公式计算,得到面向缺陷的引线搭焊互联点传输性能预测矩阵B。
(4c)生成面向缺陷的性能误差矩阵
将步骤(1)中实测引线搭焊互联点得到的传输性能与步骤(4b)中得到的面向缺陷的引线搭焊互联点传输性能预测矩阵B中的各个性能指标参数按照性能类型分类相减,并求绝对值得到引线搭焊互联点实测与预测性能误差矩阵X。
进一步的,步骤(5)按照以下过程进行:
(5a)确定各个性能指标权重
根据涉及引线搭焊互联点性能实测与预测两个指标回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL,采用多目标筛选的加权求和法,设W11为回波损耗的权重系数,W21为插入损耗的权重系数;
(5b)生成多目标筛选方程
采取回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL最小值作为引线搭焊互联点缺陷预测的筛选目标,确定目标函数。
进一步的,步骤(6)中,将步骤(4)中得到的引线搭焊互联点性能误差矩阵X中的所有值依次代入步骤(5)中得到的多目标筛选方程目标函数φ(X),计算得到基于误差矩阵X的多目标筛选矩阵Y。
进一步的,步骤(7)按照如下过程进行:
(7a)提取步骤(7)中得到的多目标筛选矩阵Y中目标函数φ(X)最小时对应的引线搭焊互联点实测与预测性能误差矩阵X中对应的回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL。
(7b)参考所测引线搭焊互联点所在载体信号传输性能要求,判断提取回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL值是否在互联点所在载体性能要求的范围内,判断此时性能误差是否可接受,若不能接受,则回到步骤(2)提高缺陷分辨率重复步骤(3)~(8);若可以接受,则提取该回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL值对应的缺陷参数,确定其为所测互联点缺陷参数。
本发明与现有技术相比,具有以下特点:
1.本发明基于传输线理论,针对引线搭焊互联点,通过实测互联点信号传输性能数据,基于面向缺陷的引线搭焊互联点性能预测公式,建立实测性能与预测性能误差矩阵,采用多目标筛选方法进行误差确定,最终实现了由互联点实测性能直接得到互联点缺陷具体参数的完整方法,可以通过实测引线搭焊互联点性能指标,实现对引线搭焊互联点缺陷参数快速确定,解决了目前无法基于引线搭焊互联点实测信号传输性能,快速、准确地确定互联点缺陷参数的问题。
2.通过建立基于引线搭焊互联点实测信号传输性能与其物性、结构、电磁参数快速确定互联点缺陷参数及位置的方法,可定量得到引线搭焊互联点信号传输性能与互联点缺陷参数之间的关系,可以用于判断引线搭焊互联点当前缺陷参数大小是否仍然适用于互联点所在载体,可以为结构设计方案的合理性及其对引线搭焊互联点所在载体信号传输性能的影响提供参考。
附图说明
图1是本发明一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法的流程图;
图2是引线搭焊互联点存在缺陷时的结构示意图;
图3是引线搭焊互联点整体结构尺寸标注示意图;
图4是引线搭焊互联点拆分及各截面能量传递示意图;
图5是引线搭焊互联点缺陷所在互联点部分拆分示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
参照图1,本发明为一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,具体步骤如下:
步骤1,实测引线搭焊互联点传输性能。
引线搭焊互联点存在缺陷时的结构尺寸图如图2所示,实测引线搭焊互联点传输性能包括回波损耗与插入损耗。
步骤2,确定缺陷分辨率并确定缺陷矩阵。
缺陷指的是引线搭焊互联点中的从互联点与微带线连接部分由外向内断裂开裂纹缺陷,主要包括裂纹宽度w和裂纹高度h,根据实际情况判断裂纹存在可能的范围及分辨率,假设裂纹宽度w变化范围为0~W,分为Fw等份;假设裂纹高度h变化范围为0~H,分为Fh等份,构成基于裂缝宽度w和裂缝高度h所有组合的缺陷矩阵A。
步骤3,确定所测引线搭焊互联点基本参数。
引线搭焊互联点基本参数包括物性参数、结构参数和电磁参数,物性参数包括各部分材料的相对介电常数、相对电导率、相对磁导率和损耗角正切等;结构参数包括同轴线、互联点、介质基板、微带线的长度、高度、宽度、直径何间距等;电磁参数为电磁工作频率f。
步骤4,基于存在缺陷的互联点性能预测公式生成面向缺陷的性能误差矩阵。
(4a)存在缺陷的互联点性能预测公式如下:
RL=-10ln(Γ2)
IL=-10ln(1-Γ2)
其中,RL为回波损耗,IL为插入损耗,Γ为反射系数;
整体反射系数计算公式如下:
其中,P为同轴线阻抗Z1部分输入能量,P1~P5为同轴线阻抗Z1~Z51部分反射能量;Γ1为馈源阻抗Z0与同轴线阻抗Z1部分反射系数,Γ2为同轴线阻抗Z1与互联点第一部分阻抗Z2部分反射系数;Γ3为第一部分阻抗Z2与互联点第二部分阻抗Z3部分反射系数;Γ4为第二部分阻抗Z3与微带线阻抗Z4部分反射系数;Γ5为微带线阻抗Z4与负载阻抗Z5部分反射系数。
各部分反射系数计算公式如下:
其中,同轴线阻抗计算公式为:
其中,μr为相对磁导率,εr为玻璃介质相对介电常数,D1为引线外径,D2为外导体内径。
微带线阻抗计算公式为:
其中,R为微带线的交流电阻,σ为电导率,δ(f)表示与频率有关的趋肤深度,p表示导体横截面的周长;f为频率,μ为磁导率;w0为上表面走线宽度,a'、b'、c'、d'分别为依托场分析软件得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解Δc(l,t)权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;k为静电力常量,d为两板间距。
其中,缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式为:
公式中,等效电阻R的计算公式为:
其中,f为频率,μ为磁导率,σ为电导率,p表示导体横截面的周长。
公式中,寄生电容Cw的计算公式为:
其中,h为裂纹高度,w为裂纹宽度,ε0为相对介电常数,k为静电力常量,x为裂纹长度。
公式中,寄生电容C的计算公式为:
其中,w0为上表面走线宽度,w1为下表面金属宽度;e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解电容权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;
完整互联点电感的计算公式为:
其中,a'、b'、c'、d'分别为依托场分析软件得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;
引线搭焊互联点存在缺陷时,互联点存在缺陷部分电感Lw计算公式如下:
其中,W2为微带线宽度,w为裂纹宽度。
互联点第一部分等效结构计算公式为:
其中,D1为引线外径,H3为引线与微带线距离,W2为互联点宽度,c为互联点第一部分的侧面爬升高度,e为引线中心水平线与焊锡边缘距离。
将其代入微带线阻抗计算公式可得互联点第一部分阻抗计算公式Z2。
其中,微带线第二部分等效结构计算公式为:
其中,a为互联点第一部分的正面爬升高度。
(4b)生成面向缺陷的性能预测矩阵
将步骤(2)中整理得到的缺陷矩阵依次代入步骤(4a)中的存在缺陷的互联点性能预测公式计算,得到面向缺陷的引线搭焊互联点传输性能预测矩阵B。
(4c)生成面向缺陷的性能误差矩阵
将步骤(1)中实测引线搭焊互联点得到的传输性能与步骤(4b)中得到的面向缺陷的引线搭焊互联点传输性能预测矩阵B中的各个性能指标参数按照性能类型分类相减,并求绝对值得到引线搭焊互联点实测与预测性能误差矩阵X。
步骤5,确定各个性能指标权重并生成多目标筛选方程。
(5a)确定各个性能指标权重
本发明中涉及引线搭焊互联点性能实测与预测两个指标回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL,采用多目标筛选的加权求和法,设W11为回波损耗的权重系数,W21为插入损耗的权重系数;
(5b)生成多目标筛选方程
采取回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL最小值作为引线搭焊互联点缺陷预测的筛选目标,确定目标函数为:
式中,X为筛选矢量,S11为实测回波损耗值,S21为实测插入损耗值。
步骤6,基于性能误差矩阵根据多目标筛选方程的计算得到多目标筛选矩阵。
将步骤(4)中得到的引线搭焊互联点性能误差矩阵X中的所有值依次代入步骤(5)中得到的多目标筛选方程目标函数φ(X),计算得到基于误差矩阵X的多目标筛选矩阵Y。
步骤7,提取多目标筛选矩阵中误差最小的值,判断此时性能误差是否可接受,确定缺陷参数及位置多目标筛选
(7a)提取步骤(6)中得到的多目标筛选矩阵Y中目标函数φ(X)最小时对应的引线搭焊互联点实测与预测性能误差矩阵X中对应的回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL。
(7b)参考所测引线搭焊互联点所在载体信号传输性能要求,判断提取回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL值是否在互联点所在载体性能要求的范围内,判断此时性能误差是否可接受,若不能接受,则回到步骤(2)提高缺陷分辨率,重复步骤(2)~步骤(6)过程;若可以接受,则提取该回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL值对应的缺陷参数,确定其为所测互联点缺陷参数。
本发明的优点可通过以下仿真实验进一步说明:
一、确定引线搭焊互联点基本参数并实测其信号传输性能
本实例中以工作频率为10GHZ、引线搭焊互联点物性、结构参数及缺陷参数如表1所示的引线搭焊互联点为例。引线搭焊互联点存在缺陷时结构示意图如图2所示,引线搭焊互联点结构参数标注图参见图3所示。实测该互联点回波损耗为-14.995dB,插入损耗为0.141dB。
表1引线搭焊互联点基本参数
二、评判存在缺陷的引线搭焊互联点信号传输性能
基于本发明提出的基于引线搭焊互联点实测性能及其基本参数快速确定缺陷参数的方法。在本例中,由于裂缝宽度w不可能大于微带线宽度W2,则裂缝宽度变化范围0<w<W2,又由于裂缝宽度分辨率为Fw,即将裂缝宽度w从0-W2等分为Fw份,依托MATLAB中的reshape函数可以得到裂缝宽度w的缺陷预测矩阵A:
A=W2/Fw·reshape(1:Fw,1,Fw) (1)
由于裂缝高度h不可能大于引线与微带线间距H3,则裂缝高度变化范围0<h<H3,又由于裂缝高度分辨率为Fh,即将裂缝高度h从0-H3等分为Fw份,依托MATLAB中的reshape函数可以得到裂缝高度h的缺陷预测矩阵B为:
B=H3/Fh·reshape(1:Fh,1,Fh) (2)
根据以上裂缝宽度w的缺陷预测矩阵A和裂缝高度h的缺陷预测矩阵B,应用引线搭焊互联点存在缺陷时性能预测公式如下:
RL=-10ln(Γ2) (3)
IL=-10ln(1-Γ2) (4)
其中,整体能量传输过程如图4所示,反射系数计算公式如下:
其中,各部分反射系数计算公式如下:
其中,同轴线阻抗计算公式为:
其中,微带线阻抗计算公式为:
其中,缺陷所在的互联点部分阻抗计算公式为:
公式中,等效电阻R的计算公式为:
其中,f为频率,μ为磁导率,σ为电导率,p表示导体横截面的周长。
公式中,寄生电容Cw的计算公式为:
其中,h为裂纹高度,w为裂纹宽度,ε0为相对介电常数,k为静电力常量,l为裂纹长度。
公式中,寄生电容C的计算公式为:
各部分电感的计算公式为:
引线搭焊互联点存在缺陷时,连续互联点部分电感计算公式如下:
引线搭焊互联点存在缺陷时,存在缺陷的非连续互联点部分电感计算公式如下:
引线搭焊互联点缺陷所在互联点部分拆分结构如图5所示,互联点第一部分等效结构计算公式为:
将其代入微带线阻抗计算公式可得互联点第一部分阻抗计算公式Z2。
其中,微带线第二部分等效结构计算公式为:
将其代入微带线阻抗计算公式可得互联点第二部分阻抗计算公式Z3。
据此可以分别计算得到互联点回波损耗性能预测矩阵RL和插入损耗性能预测矩阵IL。将回波损耗性能预测矩阵RL中的每个值与实测回波损耗S11值相减得到回波损耗误差矩阵ΔRL,将插入损耗性能预测矩阵IL中的每个值与实测插入损耗S21值相减得到插入损耗误差矩阵ΔIL。
b.多目标筛选
根据步骤a分析结果,依据本发明方法,采取回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL最小值作为引线搭焊互联点缺陷预测的筛选目标,确定目标函数为:
式中,X为筛选矢量,S11为实测回波损耗值,S21为实测插入损耗值,W11为回波损耗的权重系数,W21为插入损耗的权重系数。
在本例中,可以设各权重系数为W11=10,W21=10。
基于多目标筛选,得到引线搭焊互联点实测性能与预测性能误差矩阵X。
c.缺陷确定
根据多目标筛选得到的误差矩阵X进行数据筛选,筛选出目标值最小的矩阵组合,该过程在MATLAB中的实现方式如下式:
[my_min,rows]=min(X(:,1)) (25)
其中,my_min为目标函数的最小值,rows为当前值所在矩阵中的位置,用于调取此时裂缝宽度w、裂缝高度h,回波损耗误差矩阵ΔRL和插入损耗误差矩阵ΔIL。
对照互联点所在载体性能指标要求及性能值误差值,判断此时的预测结果是否满足要求,若不满足,则增大裂缝宽度分辨率Fw和裂缝高度分辨率Fh重复缺陷确定过程;若满足,则确定缺陷参数。
将本发明方法在MATLAB软件中进行编程封装,调用引线搭焊互联点参数表,确定当前条件下互联点缺陷宽度w为0.1mm,缺陷高度为0.02mm,此时的多目标筛选函数值为0.1264,计算时间为34ms。
三.仿真结果对照分析
利用表1中引线搭焊互联点基本参数在电磁仿真软件HFSS中建立引线搭焊互联点的精确模型,该过程需要花费大量的时间。根据缺陷矩阵(在本例中缺陷矩阵参数组合为Fw*Fh=100种),在同一台计算机上进行软件以参数扫描的方式仿真得到缺陷矩阵中所有组合的参数值,筛选出最接近实测性能的互联点缺陷宽度w为0.1mm,缺陷高度为0.02mm,仿真时间为3h15min。
对照本发明提出的基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法与电磁仿真软件HFSS仿真得到的结果可知,利用本发明提出的基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法确定的互联点缺陷参数结果准确度高,且从分析时间的角度看,通过本发明方法确定互联点缺陷参数的时间为通过电磁软件仿真消耗的时间的0.0002%,极大地节省了时间成本,尤其在工程实践中对大量引线搭焊互联点同时进行缺陷确定时尤其明显。因此利用本发明提出的基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法可实现对引线搭焊互联点缺陷参数的快速确定,且有效地减少了分析的时间成本。
Claims (10)
1.一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,包括下述步骤:
(1)实测引线搭焊互联点传输性能;
(2)确定缺陷分辨率并确定缺陷矩阵;
(3)确定所测引线搭焊互联点基本参数;
(4)基于存在缺陷的互联点性能预测公式和缺陷所在的互联点部分阻抗公式,生成面向缺陷的性能误差矩阵;
(5)确定各个性能指标权重,并生成多目标筛选方程;
(6)基于性能误差矩阵,根据多目标筛选方程的计算得到多目标筛选矩阵;
(7)提取多目标筛选矩阵中误差最小的值,判断此时性能误差是否可接受,确定缺陷参数及位置多目标筛选。
2.根据权利要求1所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的实测引线搭焊互联点传输性能包括回波损耗与插入损耗。
3.根据权利要求1所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,步骤(2)中,缺陷指的是引线搭焊互联点中的从互联点与微带线连接部分由外向内断裂开的裂纹缺陷,主要包括裂纹宽度w和裂纹高度h;假设裂纹宽度w变化范围为0~W,分为Fw等份;假设裂纹高度h变化范围为0~H,分为Fh等份,构成基于裂缝宽度w和裂缝高度h所有组合的缺陷矩阵A。
4.根据权利要求1所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,步骤(3)中,所述引线搭焊互联点基本参数包括物性参数、结构参数和电磁参数,所述物性参数包括各部分材料的相对介电常数、相对电导率、相对磁导率和损耗角正切;所述结构参数包括同轴线、互联点、介质基板、微带线的长度、高度、宽度、直径和间距;所述电磁参数为电磁工作频率f。
5.根据权利要求1所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,步骤(4)按照如下过程进行:
(4a)存在缺陷的互联点性能预测公式如下:
RL=-10ln(Γ2)
IL=-10ln(1-Γ2)
其中,RL为回波损耗,IL为插入损耗,Γ为反射系数;
整体反射系数计算公式如下:
其中,P为同轴线阻抗Z1部分输入能量,P1~P5为同轴线阻抗Z1~Z51部分反射能量;Γ1为馈源阻抗Z0与同轴线阻抗Z1部分反射系数,Γ2为同轴线阻抗Z1与引线搭焊互联点第一部分阻抗Z2部分反射系数;Γ3为引线搭焊互联点第一部分阻抗Z2与引线搭焊互联点第二部分阻抗Z3部分反射系数;Γ4为引线搭焊互联点第二部分阻抗Z3与微带线阻抗Z4部分反射系数;Γ5为微带线阻抗Z4与负载阻抗Z5部分反射系数;
缺陷所在的互联点部分阻抗Z计算公式为:
(4b)生成面向缺陷的性能预测矩阵
将步骤(2)中整理得到的缺陷矩阵依次代入步骤(4a)中的存在缺陷的互联点性能预测公式计算,得到面向缺陷的引线搭焊互联点传输性能预测矩阵B;(4c)生成面向缺陷的性能误差矩阵
将步骤(1)中实测引线搭焊互联点得到的传输性能与步骤(4b)中得到的面向缺陷的引线搭焊互联点传输性能预测矩阵B中的各个性能指标参数按照性能类型分类相减,并求绝对值得到引线搭焊互联点实测与预测性能误差矩阵X。
6.根据权利要求5所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,所述步骤(4a)中,各部分反射系数计算公式如下:
其中,同轴线阻抗计算公式为:
其中,μr为相对磁导率,εr为玻璃介质相对介电常数,D1为引线外径,D2为外导体内径;
微带线阻抗计算公式为:
其中,R为微带线的交流电阻,σ为电导率,δ(f)表示与频率有关的趋肤深度,p表示导体横截面的周长;f为频率,μ为磁导率;w0为上表面走线宽度,a'、b'、c'、d'分别为依托场分析软件得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解Δc(l,t)权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;k为静电力常量,d为两板间距。
7.根据权利要求5所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,所述步骤(4a)中,缺陷所在的互联点部分阻抗Z计算公式中,微带线的交流电阻的等效电阻R的计算公式为:
其中,f为频率,μ为磁导率,σ为电导率,p表示导体横截面的周长;
公式中,寄生电容Cw的计算公式为:
其中,h为裂纹高度,w为裂纹宽度,x为裂纹长度,ε0为相对介电常数;
公式中,传输线与接地板之间的电容C的计算公式为:
其中,w0为上表面走线宽度,w1为下表面金属宽度;e'、f'、g'、h'分别为依托场分析软件求解电容权函数得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;
完整互联点电感的计算公式为:
其中,a'、b'、c'、d'分别为依托场分析软件得到的关于走线长度l和走线厚度t的二元拟合函数系数;
引线搭焊互联点存在缺陷时,互联点存在缺陷部分电感Lw计算公式如下:
其中,W2为微带线宽度;
互联点第一部分等效结构计算公式为:
其中,D1为引线外径,H3为引线与微带线距离,W2为互联点宽度,c为互联点第一部分的侧面爬升高度,e为引线中心水平线与焊锡边缘距离;
将其代入微带线阻抗计算公式可得互联点第一部分阻抗计算公式Z2;
其中,微带线第二部分等效结构计算公式为:
其中,a为互联点第一部分的正面爬升高度。
9.根据权利要求8所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,步骤(6)中,将步骤(4)中得到的引线搭焊互联点性能误差矩阵X中的所有值依次代入步骤(5)中得到的多目标筛选方程目标函数φ(X),计算得到基于误差矩阵X的多目标筛选矩阵Y。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于传输性能测试数据的引线搭焊互联点缺陷确定方法,其特征在于,步骤(7)按照如下过程进行:
(7a)提取步骤(6)中得到的多目标筛选矩阵Y中目标函数φ(X)最小时对应的引线搭焊互联点实测与预测性能误差矩阵X中对应的回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL;
(7b)参考所测引线搭焊互联点所在载体信号传输性能要求,判断提取回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL值是否在互联点所在载体性能要求的范围内,判断此时性能误差是否可接受,若不能接受,则回到步骤(2)提高缺陷分辨率,重复步骤(3)~(8);若可以接受,则提取该回波损耗误差ΔRL和插入损耗误差ΔIL值对应的缺陷参数,确定其为所测互联点缺陷参数。
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