一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及線路板Dk測試領(lǐng)域，尤其涉及一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高速線路板(也即高速線路板)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)線路板中的阻抗控制問題越 發(fā)突出。為了得到更低的損耗，要求線路板阻抗控制達到小于10%，甚至5%以內(nèi)的偏差范圍。 在線路板阻抗控制中，Dk是最重要的一個變量。得到了線路板加工中準確的介質(zhì)層Dk數(shù)據(jù)， 可以為高精度的阻抗公差控制提供非常重要的前提條件。
[0003] 傳統(tǒng)的Dk測試方法主要依照I PC TM650中SPDR方法測量，所用的樣品為線路板覆 銅板蝕刻掉銅皮后的芯板或線路板覆銅板壓合前的半固化片，所得到的Dk僅僅為純介質(zhì)的 Dk。但在線路板加工中引入了大量的銅箱表面粗化、烘烤、化學(xué)藥水處理、機械應(yīng)力處理等 工藝，均會對線路板的本身Dk起到改變的作用。因此，STOR方法得到的Dk值與線路板的本身 真實Dk相距甚遠。這就導(dǎo)致設(shè)計阻抗時，Dk的偏差會使模擬阻抗偏離真實值，從而也造成了 實際的線路板成品的阻抗控制精度問題。
[0004] 另外，SPDR方法需采用諧振腔和VNA，所涉及到的設(shè)備價格十分昂貴，對線路板工 廠而言，性價比非常低，因此少有線路板工廠會購買。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在線路板Dk測 試中運用到的線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單，能有效提高阻抗線抗干擾能力。
[0006] 本實用新型所述線路板Dk測試結(jié)構(gòu)所采用的技術(shù)方案是:本實用新型所述結(jié)構(gòu)設(shè) 計在線路板內(nèi)的芯板上，所述結(jié)構(gòu)由導(dǎo)通孔和阻抗線組成，所述導(dǎo)通孔與所述阻抗線相導(dǎo) 通，所述阻抗線為不等寬阻抗線。
[0007] 進一步地，所述阻抗線上被測區(qū)間阻抗線的線寬度小于其它區(qū)域的線寬度。
[0008] 進一步地，在所述被測區(qū)間阻抗線的外圍設(shè)置有若干接地孔，所述接地孔的孔徑 與所述導(dǎo)通孔的孔徑相同，均為1. 〇~1.5_。
[0009] 進一步地，在所述導(dǎo)通孔的外圍設(shè)置有接地孔，所述接地孔的孔徑與所述導(dǎo)通孔 的孔徑相同，均為1.0~1.5mm。
[0010] 更進一步地，位于所述被測區(qū)間阻抗線外圍的接地孔孔徑邊緣距離被測區(qū)間阻抗 線邊緣間距為2mm，位于所述導(dǎo)通孔外圍的接地孔邊緣距離所述導(dǎo)通孔的邊緣間距為3~ 5mm 〇
[0011] 本實用新型的有益效果是:本實用新型通過設(shè)計獨特的線路板阻抗測試結(jié)構(gòu)，采 用不等寬的阻抗線設(shè)計，從而可以精確定位與TDR值相對應(yīng)的線路板上阻抗線具體位置，從 而提高Dk測試的精度，此外，可以同時得到四種以上的線路板覆銅板芯板和半固化片的Dk 值;本實用新型根據(jù)所需測量的半固化片種類設(shè)計對應(yīng)的疊構(gòu)，可隨半固化片種類增加而 增加層次，達到覆蓋所有半固化片測試的目的；另外，本實用新型不涉及SPDR方法中所需的 諧振腔和VNA，故成本低，對一般的線路板企業(yè)均能接受。
【附圖說明】
[0012] 圖1是所述線路板Dk測試結(jié)構(gòu)的簡易結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型所述線路板構(gòu)成的簡易橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是阻抗線圖形與其對應(yīng)的TDR測試結(jié)果對應(yīng)圖；
[0015] 圖4是SI8000阻抗計算軟件進行模擬結(jié)果演示的示意圖；
[0016] 圖5是當(dāng)采用差分阻抗線結(jié)構(gòu)時的SI8000阻抗計算軟件進行模擬結(jié)果演示的示意 圖。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1至圖5所示，本實用新型所述線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計在線路板內(nèi)的 芯板1上，所述結(jié)構(gòu)由導(dǎo)通孔2和阻抗線3組成，所述導(dǎo)通孔2與所述阻抗線3相導(dǎo)通，所述阻 抗線3為不等寬阻抗線。所述阻抗線3上被測區(qū)間阻抗線的線寬度小于其它區(qū)域的線寬度。 在所述被測區(qū)間阻抗線的外圍設(shè)置有若干接地孔4,所述接地孔4的孔徑與所述導(dǎo)通孔2的 孔徑相同，均為1.0~1.5mm。在所述導(dǎo)通孔2的外圍設(shè)置有接地孔4,所述接地孔4的孔徑與 所述導(dǎo)通孔2的孔徑相同，均為1.0~1.5mm。位于所述被測區(qū)間阻抗線外圍的接地孔4孔徑 邊緣距離被測區(qū)間阻抗線邊緣間距為2mm，位于所述導(dǎo)通孔2外圍的接地孔4邊緣距離所述 導(dǎo)通孔2的邊緣間距為3~5mm。
[0018] 本實用新型中，Dk的測試流程如下：①選擇材料一②選擇半固化片和芯板 (core)-③設(shè)計疊構(gòu)一④設(shè)計圖形一⑤按常規(guī)流程投料制作線路板一⑥使用TDR測量阻 抗一⑦對測試區(qū)域切片測試一⑧使用SI8000軟件模擬一⑨導(dǎo)出對應(yīng)的Dk。
[0019] 本實用新型首先設(shè)計單端帶狀線結(jié)構(gòu)的阻抗線，針對每種半固化片設(shè)計對應(yīng)的阻 抗線，所述阻抗線的阻抗值均為50ohm;然后將設(shè)計有所述阻抗線的線路板板制作出來;所 述線路板板經(jīng)過TDR測試，得到所述阻抗線的實測值，一般情況下，所述阻抗線的設(shè)計值和 實測值有10%以內(nèi)的偏差;然后再將所述線路板上的所有與半固化片型號對應(yīng)的阻抗線做 切片測試，得到線寬、介質(zhì)層厚度、銅厚參數(shù);最后，將所述各阻抗線的實測值和切片測量得 到的參數(shù)代入到SI8000軟件中模擬，得到Dk值。在這一過程中，有線路板阻抗測試圖形設(shè)計 和線路板疊構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中的圖形設(shè)計通過設(shè)計獨特的線路板阻抗測試圖形。本實用新 型采用不等寬的阻抗線設(shè)計，從而可以精確定位與TDR值相對應(yīng)的線路板上阻抗線具體位 置，從而提高Dk測試的精度;本實用新型根據(jù)所需測量的半固化片種類設(shè)計對應(yīng)的疊構(gòu)，可 隨半固化片種類增加而增加層次，達到覆蓋所有半固化片測試的目的。
[0020] 上述步驟的具體過程如下：
[0021 ] (I)選擇材料:確定需要測試的材料種類；
[0022] (?選擇半固化片和芯板(core):同一種材料中包含不同半固化片選項，如1080、 2116、7628、3313等型號，每個型號的厚度和01^都不相同；芯板，也叫〇〇^，是通過半固化片 壓合固化得到的，可由一張或多張、相同或不同的半固化片壓合得到。本實用新型中，壓制 芯板的半固化片需與要測試Dk的半固化片種類相同，張數(shù)相同（多層線路板是有芯板和半 固化片壓制而成，同時芯板使用前需要壓制一次，所以本實用新型為減少影響因子要求芯 板壓制時的半固化片要與本實用新型所描述測試DK的多層線路板使用的半固化片種類以 及張數(shù)相同。）
[0023] 設(shè)計疊構(gòu)：本實用新型中，將阻抗線設(shè)計在奇數(shù)層，所述阻抗線的參考層設(shè)計 在偶數(shù)層，且外層不涉及阻抗線；需保證阻抗線兩面的芯板中半固化片結(jié)構(gòu)完全相同；可根 據(jù)需測試的半固化片種類增加而增加疊層層數(shù)，如圖1所示；
[0024] (|)圖形設(shè)計：阻抗線圖形設(shè)計采用不等寬度的設(shè)計，在TDR上很容易分辨出取值 區(qū)間，從而確定所述PCB的阻抗實際值；
[0025]圖3中下半部分的TDR測試結(jié)果（曲線部分)為估測情況，實際波形會有少許偏差， 此處主要為說明阻抗線圖形和TDR測試的阻抗值之間一一對應(yīng)關(guān)系；所示的阻抗線圖形存 在于所有如圖2設(shè)計疊構(gòu)中所述奇數(shù)層上(如圖2所示的線路板成品橫截面示意圖，所標明 層別的阻抗線在各自對應(yīng)的層別上，且與其他層阻抗線互不干擾），且由于對應(yīng)的半固化片 不同而具有不同的線寬、介質(zhì)厚度、Dk，但設(shè)計阻抗值均為50ohm;所述阻抗線通過導(dǎo)通過孔 引出到外層，所述導(dǎo)通過孔僅用于阻抗測試用且使用常規(guī)鉆孔方式制作，其鉆孔孔徑為1.0 ~1.5_;除阻抗線圖形設(shè)計外，為增加阻抗值測試精度，提高阻抗線抗干擾能力，還在阻抗 線取值區(qū)間增加了接地孔;所述接地孔孔徑與所述導(dǎo)通孔孔徑相同，且孔徑邊緣距離被測 區(qū)間阻抗線邊緣間距2mm;所述導(dǎo)通過孔周圍3~5mm處需設(shè)置接地孔;所述接地孔孔徑與所 述導(dǎo)通過孔相同，均為1mm~1.5mm，所述接地孔屬于PCB常規(guī)設(shè)計。
[0026] 碰按常規(guī)流程投料制作線路板；
[0027]將設(shè)計好圖形和疊構(gòu)的PCB按所選取的材料制作，形成成品線路板。
[0028] ft使用TDR測量阻抗:對設(shè)計的每一條阻抗線測量阻抗值并編號區(qū)分；
[0029] @對測試區(qū)域切片測試:對圖3中指示的阻抗線取切片區(qū)間做切片測試，得到線 寬、介質(zhì)層厚度和銅厚的數(shù)據(jù)，并與其阻抗值一一對應(yīng)；
[0030] (1)使用SI8000軟件模擬:將上述的各種參數(shù)代入SI8000軟件中模擬，將Dk設(shè)為變 量，最終得到仿真結(jié)果，界面如圖4所示；
[0031 ] _導(dǎo)出對應(yīng)的Dk值:把經(jīng)過SI8000仿真的Dk值同設(shè)計PCB時用到的所有半固化片 型號一一對應(yīng)起來，形成Dk數(shù)據(jù)表。
[0032] 當(dāng)采用差分阻抗線結(jié)構(gòu)時，其優(yōu)點在于阻抗值測試時較穩(wěn)定，且所受到的外界干 擾較小，但缺點在于占用空間較大，且測試分析更為復(fù)雜。圖5示出了采用差分阻抗線結(jié)構(gòu) 時的SI8000阻抗計算軟件進行模擬結(jié)果演示的示意圖。
[0033] 本實用新型可應(yīng)用于線路板領(lǐng)域。
【主權(quán)項】
1. 一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計在線路板內(nèi)的芯板（1)上，所述結(jié)構(gòu)由導(dǎo)通孔 (2) 和阻抗線（3)組成，所述導(dǎo)通孔（2)與所述阻抗線（3)相導(dǎo)通，其特征在于：所述阻抗線 (3) 為不等寬阻抗線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述阻抗線（3)上被測 區(qū)間阻抗線的線寬度小于其它區(qū)域的線寬度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述被測區(qū)間阻抗線 的外圍設(shè)置有若干接地孔(4)，所述接地孔(4)的孔徑與所述導(dǎo)通孔（2)的孔徑相同，均為 1.0~1.5mm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述導(dǎo)通孔(2)的外 圍設(shè)置有接地孔（4)，所述接地孔（4)的孔徑與所述導(dǎo)通孔（2)的孔徑相同，均為1.0~ 1.5mm〇5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，其特征在于:位于所述被測區(qū)間阻抗 線外圍的接地孔(4)孔徑邊緣距離被測區(qū)間阻抗線邊緣間距為2mm，位于所述導(dǎo)通孔(2)外 圍的接地孔(4)邊緣距離所述導(dǎo)通孔(2)的邊緣間距為3~5mm。
【專利摘要】本實用新型旨在提供一種在線路板Dk測試中運用到的線路板Dk測試結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單，能有效提高阻抗線抗干擾能力。本實用新型所述結(jié)構(gòu)設(shè)計在線路板內(nèi)的芯板（1）上，所述結(jié)構(gòu)由導(dǎo)通孔（2）和阻抗線（3）組成，所述導(dǎo)通孔（2）與所述阻抗線（3）相導(dǎo)通，所述阻抗線（3）為不等寬阻抗線。本實用新型可應(yīng)用于線路板領(lǐng)域。
【IPC分類】G01R27/26, H05K1/02
【公開號】CN205179485
【申請?zhí)枴緾N201520698636
【發(fā)明人】李軍利, 唐春華, 尹秉奎, 龍衛(wèi)仁, 楊寶鵬, 廖桂波, 陳華
【申請人】珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 珠海方正科技高密電子有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年9月10日