TWI408395B - High frequency characteristic measurement method - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種量測方法，特別是指一種高頻特性量測方法。
針對高頻連接器電氣特性量測常使用的儀器包括時域反射儀(Time domain reflectrometer,TDR)與向量網路分析儀(Vector network analyzer,VNA)兩類。其中，向量網路分析儀是在頻域(Frequency domain)對待測物(Device Under Test,DUT)做量測，將該待測物視為一整個網絡系統，量測待測物整體對功率直通係數(Transmitted Coefficient)及反射係數(Reflected Coefficient)之響應大小，以評估待測物之高頻電氣特性。
由於使用向量網路分析儀之前，須對儀器與測試治具做校正，因此，雖然量測步驟較繁瑣，但是結果較準確。利用網路分析儀量測的主要關鍵技術在於校正，對於標準測試件可利用SLOT方式進行校正，去除儀器與測試治具的效應，始能對待測物做準確的量測。
所謂的SLOT方式係指短路電路(short-circuit)、負載電路(load-circuit)、斷路電路(open-circuit)，以及直
通電路(thru-circuit)這幾種標準阻抗，這些標準阻抗典型上係配置於一基板之單一側面的表面上，稱為標準阻抗基板(impedance standard substrate)。
但是由於系統電路微型化、SiP技術系統級構裝及三維晶片穿孔(Through Silicon Via,TSV)晶圓堆疊關鍵技術發展方興未艾，待測物訊號傳遞線路輸出入埠(I/O Port)不再與傳統晶圓製程型式相同分佈於同平面上，而是分佈於系統線路不同平面上；例如，對於諸如BGA封裝構造的基板之類的待測元件的實際量測中，由於該待測元件具有雙側的接點，因此，該向量網路分析儀之兩探針中之一者，必須於該標準基板之該單一側面進行校正後，再轉動180度，始得以進行該待測元件之量測。
顯然地，先前技術並無法避免此一轉動的過程，而這一轉動過程不僅需要複雜的機構，另外轉動之後便會使原先的校正值失真，進而影響到量測的精確度，而且轉換後可信賴的操作頻率約低於10GHz，量測頻寬無法有效提升也是此一先前技術最大之限制。
而對此先前技術的限制，本案發明人曾提出我國公告第I237120號專利案來加以克服，請參閱圖2，該案所揭露的其中一種標準阻抗基板14，包含有一銅質芯心15，及兩分別覆蓋該銅質芯心15兩側面的絕緣層16，該二絕緣層16分別具有兩貫穿孔161，界定兩接點162，用以電連接至該銅質芯心15，藉此形成一直通電路。
因此，使用該標準阻抗基板14便無需於校正時
再另行轉動，可獲得相對上較正確的校正數值，但是這種設計會因為高頻訊號容易受到電磁波干擾，而使校正數值仍會有失真情況產生；除此之外，該二絕緣層16並未完全包覆該銅質芯心15，使得該銅質芯心15顯露在外的部分也容易被外界電氣訊號所影響，降低整體的校正精度。
因此，本發明之目的，即在提供一種不用轉動就能獲得雙側的校正數據，而且具有高頻電磁波抑制與外界電氣訊號隔絕的功能的高頻特性量測方法。
於是，本發明高頻特性量測方法，包含一準備步驟、一校正步驟，及一量測步驟。該準備步驟是先提供一直通校正基板，該直通校正基板包括一金屬層、一設置於該金屬層頂面的上絕緣介質層、一設置於該金屬層底面的下絕緣介質層，及一高頻電磁波抑制單元。
該上絕緣介質層開設有一上接觸區，以供該金屬層頂面有部分區域經由該上接觸區而顯露於外；該下絕緣介質層亦開設有一下接觸區，以供該金屬層底面有部分區域經由該下接觸區而顯露於外，而且該上、下絕緣介質層是互相配合而將該金屬層的周緣予以包覆夾設，該上、下接觸區是經由該金屬層形成電連接而構成一雙側直通電路；該高頻電磁波抑制單元則具有兩層分別佈設於該上、下絕緣介質層上的抑制層，且每一抑制層亦開設有一缺口，以相對應地連通該上、下接觸區。
該校正步驟是將一向量網路分析儀的兩探針，
分別以上下兩側的方式下埠至該直通校正基板的上、下接觸區，以獲得雙側的校正數據，而完成該向量網路分析儀的校正作業。
該量測步驟是將完成校正作業的向量網路分析儀，與一具有上下兩側接點之待測元件電連接，以進行該待測元件的量測作業。
本發明之功效在於：在不轉動向量網路分析儀之兩探針或是不轉動該直通校正基板本身的前提下，便能從該上、下接觸區雙側下埠，以獲得雙側的校正數據，除此之外，藉由該高頻電磁波抑制單元之兩抑制層的設計，也能使得校正時可有效隔絕高頻電磁波的干擾，利用該上、下絕緣介質層將該金屬層的周緣予以包覆夾設，隔絕外界電氣訊號直接影響到該金屬層，以提高校正準確度。
20‧‧‧向量網路分析儀
21‧‧‧高頻信號產生器
22‧‧‧切換開關
23、24‧‧‧量測埠
25、26‧‧‧探針
27‧‧‧待測元件
28、29‧‧‧訊號測試模組
3‧‧‧高頻特性量測之直通校正基板
31‧‧‧金屬層
32‧‧‧上絕緣介質層
33‧‧‧下絕緣介質層
34‧‧‧上接觸區
35‧‧‧下接觸區
36‧‧‧高頻電磁波抑制單元
361、361’‧‧‧抑制層
362、362’‧‧‧缺口
4‧‧‧高頻特性量測方法
41‧‧‧準備步驟
42‧‧‧校正步驟
43‧‧‧量測步驟
A‧‧‧雙側直通電路
A1、A2、A3‧‧‧接點
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一標準阻抗電路之示意圖，說明向量網路分析儀的兩探針，接觸標準阻抗基板之直通電路；圖2是一側視剖視圖，說明我國公告第I237120號專利案所揭露的其中一種標準阻抗基板；圖3是一系統方塊圖，說明向量網路分析儀量測待測元件的方式；圖4是一步驟流程圖，說明本發明高頻特性量測方法之較佳實施例；
圖5是一立體圖，說明該較佳實施利之準備步驟所提供的直通校正基板；圖6是一側視剖視圖，輔助圖5所示之直通校正基板；圖7~9皆是一頂視圖，說明直通校正基板之抑制層表面所佈設的EBG結構形態；及圖10、11皆是一頂視圖，說明直通校正基板之抑制層表面所佈設的PGS結構形態。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3，為一般的向量網路分析儀20的使用方式，該向量網路分析儀20具有一高頻信號產生器21(RF Source)提供高頻的訊號，並經由一切換開關22(change-over switch)，交替地連接至兩個分離的量測埠23、24上。該兩量測埠23、24分別具有一探針25、26與一待測元件(DUT)27相連接，藉以將該高頻訊號送至該待測元件27。
該向量網路分析儀20之訊號測試模組(Test Set)28、29再將送至該待測元件27之該高頻信號與由該待測元件27反射回來的訊號分離，再處理這些訊號，而完成該待測元件27之量測作業。
參閱圖4，本發明高頻特性量測方法4的較佳實施例包含一準備步驟41、一校正步驟42，及一量測步驟43，其中，該準備步驟41是先提供一直通校正基板3(見於圖5)。
參閱圖5、6，該直通校正基板3的整體結構主要是包含一金屬層31、一設置於該金屬層31頂面的上絕緣介質層32、一設置於該金屬層31底面的下絕緣介質層33，及一高頻電磁波抑制單元36。
該上絕緣介質層32開設有一上接觸區34，以供該金屬層31頂面有部分區域經由該上接觸區34而顯露於外；該下絕緣介質層33亦開設有一下接觸區35，以供該金屬層31底面有部分區域經由該下接觸區35而顯露於外，而且該上、下絕緣介質層32、33是互相配合而將該金屬層31的周緣予以包覆夾設，該上、下接觸區34、35是經由該金屬層31形成電連接而構成一雙側直通電路A。
而本實施例所揭露的雙側直通電路A是具有三個接點A1、A2、A3，分別用以電接觸兩接地端及一訊號端，當然也可以採用如圖1所示之一接地端及一訊號端的型式，所以不應侷限於本實施例所揭露之內容。
另外，該上、下絕緣介質層32、33所採用的介電係數是介於2至11之間，一般來說可以採用BT樹脂(Bismalemide Triazine Resin)、Duroid材料，或是陶瓷材料，其中，BT樹脂是由日本三菱瓦斯公司開發出來的，Duroid材料則是Rogers公司所開發的各種範圍介電係數(r)材料產品，產品類型從低介電係數RT/duroid 5870(r=2.33)和5880(r=2.2)，到高介電係數RT/duroid 6006(r=6.15)和6010(r=10.2)，至於該金屬層31一般則是採用銅質材料所製成，或是以金質材料製成並且在接點A1、A2、A3部分
鋪上鎳以避免金質材料氧化。
該高頻電磁波抑制單元36則具有兩層分別佈設於該上、下絕緣介質層32、33上的抑制層361、361’，且每一抑制層361、361’亦開設有一缺口362、362’，以相對應地連通該上、下接觸區34、35。
而為了要達到抑制高頻電磁波幅射(EMI)的目的，本實施例之抑制層361、361’，可以在其表面佈設有如圖7所示的電磁能隙結構(Electromagnetic Band Gap，以下簡稱EBG)，而EBG並不侷限於圖7所示之一種，也可以採用如圖8、9所示之態樣，屬於比較接近迴圈型的周期結構。
除此之外，也有利用如圖10、11所示的圖型接地屏蔽結構(Pattern Ground Shield，以下簡稱PGS)，當然也有其他種類的電磁波抑制電路，只是與PGS、EBG在抑制程度上的不同而已，在此便不再加以贅述。
至於其所屬技術領域中具有通常知識者可知，該上、下接觸區34、35與相配合連通的缺口362、362’，可作為訊號接點或接地接點，用以連接至圖3所示或如圖6假想線所示之探針25、26的訊號端或接地端。
該校正步驟42是將圖2所示之向量網路分析儀20的兩探針25、26，分別以上下兩側的方式下埠至該直通校正基板3的上、下接觸區34、35(如圖6所示)，以獲得雙側的校正數據，而完成該向量網路分析儀20的校正作業。
該進行該量測步驟43，將完成校正作業的向量網路分析儀20，與圖3所示之具有上下兩側接點之待測元件27電連接，以進行該待測元件27的量測作業。
藉由上述設計，應用本發明高頻特性量測方法4的較佳實施例會產生有以下所述之優點：
(1)提升校正準確性與量測頻寬：
該向量網路分析儀20利用本實施例所述之直通校正基板3獲得雙側的校正數據之後，便能夠直接量測具有上下兩側接點之待測元件27，並不需要複雜的機構用以轉動探針，不會影響探針25、26與向量網路分析儀20之間之連接訊號線與連接接頭接觸緊密性，且可獲得相對上較正確的校正數據；另外，也無需經由量測軸線轉換，可有效提升校正及量測頻寬。
(2)隔絕高頻電磁波與外界電氣訊號的干擾：
藉由該高頻電磁波抑制單元36之兩抑制層361、361’的設計，使得校正時可有效隔絕高頻電磁波的干擾；另外，同時也利用該上、下絕緣介質層32、33將該金屬層31的周緣予以包覆夾設，隔絕外界電氣訊號直接影響到該金屬層31，藉此提高訊號傳遞的品質，獲得良好的雙側校正數據，提高校正準確度。
綜上所述，本發明高頻特性量測方法4，利用該直通校正基板3的上、下絕緣介質層32、33是直接覆設於該金屬層31的頂底兩表面，並開設有上、下接觸區34、35以供雙側下埠，如此，該向量網路分析儀20便不需要在校
正之後還要以複雜的機構來轉動探針進行實際量測，所以可有提升校正準確性與量測頻寬；另外也能利用該高頻電磁波抑制單元36的設計來隔絕高頻電磁波的干擾，利用該上、下絕緣介質層32、33將該金屬層31的周緣予以包覆夾設而避免外界電氣訊號直接影響，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
4‧‧‧高頻特性量測方法
41‧‧‧準備步驟
42‧‧‧校正步驟
43‧‧‧量測步驟
Claims (6)
- 一種高頻特性量測方法，包含：一準備步驟，提供一直通校正基板，該直通校正基板，包括：一金屬層，一上絕緣介質層，設置於該金屬層頂面，該上絕緣介質層開設有一上接觸區，以供該金屬層頂面有部分區域經由該上接觸區而顯露於外，一下絕緣介質層，設置於該金屬層底面，該下絕緣介質層開設有一下接觸區，以供該金屬層底面有部分區域經由該下接觸區而顯露於外，而且該上、下絕緣介質層是互相配合而將該金屬層的周緣予以包覆夾設，該上、下接觸區是經由該金屬層形成電連接而構成一雙側直通電路，及一高頻電磁波抑制單元，具有兩層分別佈設於該上、下絕緣介質層上的抑制層，且每一抑制層亦開設有一缺口，以相對應地連通該上、下接觸區；一校正步驟，將一向量網路分析儀的兩探針，分別以上下兩側的方式下埠至該直通校正基板的上、下接觸區，以獲得雙側的校正數據，而完成該向量網路分析儀的校正作業；及一量測步驟，將完成校正作業的向量網路分析儀，與一具有上下兩側接點之待測元件電連接，以進行該待 測元件的量測作業。
- 如請求項1所述的高頻特性量測方法，其中，該準備步驟中所提供的直通校正基板，其抑制層表面佈設有圖型接地屏蔽結構。
- 如請求項1所述的高頻特性量測方法，其中，該準備步驟中所提供的直通校正基板，其抑制層表面佈設有電磁能隙結構。
- 如請求項1所述的高頻特性量測方法，其中，該準備步驟中所提供的直通校正基板，其金屬層是採用銅質材料所製成，或是以金質材料製成並且在接點部分鋪上鎳。
- 如請求項1所述的高頻特性量測方法，其中，該準備步驟中所提供的直通校正基板，其上、下絕緣介質層所採用的介電係數是介於2至11之間。
- 如請求項1所述的高頻特性量測方法，其中，該準備步驟中所提供的直通校正基板，其上、下絕緣介質層是採用Bismalemide Triazine樹脂、Duroid材料，或是陶瓷材料所製成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI750683B (zh) * | 2020-06-02 | 2021-12-21 | 緯穎科技服務股份有限公司 | 訊號測試裝置以及訊號測試方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5715183A (en) * | 1994-12-07 | 1998-02-03 | Wiltron Company | Internal automatic calibrator for vector network analyzers |
| US20040100276A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | Myron Fanton | Method and apparatus for calibration of a vector network analyzer |
| TWI237120B (en) * | 2002-10-09 | 2005-08-01 | Advanced Semiconductor Eng | Impedance standard substrate and method for calibrating vector network analyzer |
| US7113879B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-09-26 | Agilent Technologies, Inc. | Using vector network analyzer for aligning of time domain data |
| TWI287100B (en) * | 2004-07-09 | 2007-09-21 | Frontend Analog And Digital Te | Method and system for wideband device measurement and modeling |
-
2009
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5715183A (en) * | 1994-12-07 | 1998-02-03 | Wiltron Company | Internal automatic calibrator for vector network analyzers |
| TWI237120B (en) * | 2002-10-09 | 2005-08-01 | Advanced Semiconductor Eng | Impedance standard substrate and method for calibrating vector network analyzer |
| US20040100276A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | Myron Fanton | Method and apparatus for calibration of a vector network analyzer |
| US7113879B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-09-26 | Agilent Technologies, Inc. | Using vector network analyzer for aligning of time domain data |
| TWI287100B (en) * | 2004-07-09 | 2007-09-21 | Frontend Analog And Digital Te | Method and system for wideband device measurement and modeling |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI750683B (zh) * | 2020-06-02 | 2021-12-21 | 緯穎科技服務股份有限公司 | 訊號測試裝置以及訊號測試方法 |
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