Выпуск #5/2016
В.Кусков, Е.Слепухов, Р.Горемычкин
Динамический рефлектометр для контроля волнового сопротивления микрополосковых линий и дифференциальных пар модель ИРС-35
Динамический рефлектометр для контроля волнового сопротивления микрополосковых линий и дифференциальных пар модель ИРС-35
Просмотры: 1277
Разработана отечественная рефлектометрическая система измерения волнового сопротивления микрополосковых линий и дифференциальных пар для тестирования и дефектоскопии печатных плат – ИРС-35.
Теги: characteristic impedance differential pairs import substitution irs-35 microstrip lines microwave printed circuit boards tdr measurement system волновое сопротивление дифференциальные пары измерительная система импортозамещение ирс-35 микрополосковые линии печатные платы рефлектометрия свч
В рамках федеральной программы импортозамещения компания ООО "Совтест АТЕ" разработала собственную систему контроля волнового сопротивления ИРС-35 – Измеритель Рефлектометрический Совтест. В системе реализован рефлектометрический метод измерения коэффициента отражения импульсов со временем нарастания от 35 пс.[1]
Назначение рефлектометра
Рефлектометр позволяет обнаруживать следующие дефекты:
• изменения ширины и высоты (утонения/утолщения) участков проводников;
• изменение ширины, деформация покрытий печатной платы;
• изменения диэлектрической проницаемости материалов;
• изменения толщины диэлектрика;
• ухудшение свойств, вызванное воздействием повышенных температур и влажности;
• повреждения, вызванные повышенным давлением во время процесса прессования слоев печатной платы;
• нарушение слоя диэлектрика.
Представленные выше дефекты всегда являются следствием нарушений технологического процесса, некорректного подбора используемых материалов или ошибок разработчиков. Режимы работы рефлектометра
Принцип действия динамического рефлектометра для контроля волнового сопротивления микрополосковых линий и дифференциальных пар модель ИРС-35 (рис.1) основан на методе TDR (Time Domain Reflectometer – рефлектометрический анализ во временной области). Проверка проводника производится путем посылки в него электрического импульса, фиксации отраженного сигнала и вычисления на этой основе волнового сопротивления проводника по всей его длине.
Рефлектометр работает в двух режимах: одиночное и дифференциальное исследование. В первом случае проверяется одиночная полосковая линия, во втором – дифференциальная пара. Дифференциальный режим требует использования специального дифференциального пробника, который подключается к обоим портам тестера.
Среди факторов, влияющих на работу рефлектометра, можно выделить температуру и влажность окружающей среды, определяющие, в частности, текущее значение коэффициента диэлектрической проницаемости материала платы – в отличие от табличного значения, приводимого для нормальных условий среды. От коэффициента диэлектрической проницаемости подложки зависит скорость распространения электромагнитных волн в печатном проводнике, поэтому в программном обеспечении предусмотрена автоматическая корректировка измерений сигнала по времени.
Программное обеспечение рефлектометра
Интуитивно понятный русскоязычный интерфейс управляющего программного обеспечения ИРС-35 (рис.2) позволяет оператору быстро измерить волновое сопротивление в любой точке полосковой линии, а также отследить любое его изменение по всей длине контролируемой полосковой линии в режиме реального времени.
Для удобства пользователя ось X графика волнового сопротивления проградуирована шкалой времени и расстояния. Это позволяет анализировать распространение сигнала по всей длине линии передачи данных и по форме сигнала определить расстояние до местонахождения неоднородности (обрыва, КЗ или нарушения геометрии полосковой линии), ее размер (в случае утонения проводника или изменения толщины слоя диэлектрика) и общую длину линии передачи данных с учетом коэффициента диэлектрической проницаемости изолятора, который можно задать вручную или выбрать из перечня наиболее часто используемых в производстве ПП материалов диэлектриков.
Все органы управления рефлектометром модель ИРС-35 отображаются на мониторе управляющего ПК в одном окне. Таким образом, пользователь может оперативно переключаться между режимами тестирования, масштабировать ту или иную часть сигнала для более детального его изучения и корректировать параметры тестирования в режиме реального времени.
В рефлектометре модель ИРС-35 реализована возможность работы как в режиме одиночных измерений, так и по заранее созданной тестовой программе. По результатам выполнения программы выводится отчет со статусом "ГОДЕН/НЕ ГОДЕН", содержащий детальную информацию о дефектах. Инструмент накопления статистики по каждому конкретному изделию позволяет выявить возможные нарушения производственного процесса, а также неисправности, возникшие из-за применения в производстве плат некачественных материалов.
Управляющее программное обеспечение рефлектометра модель ИРС-35 может быть расширено дополнительными плагинами и опциями с учетом нужд конкретного производства и пожеланий заказчика.
Вывод
Резюмируя, отметим: рефлектометр модель ИРС-35 представляет собой систему, дающую возможность выявить ошибки и сбои в целом ряде этапов создания печатных плат для высокочастотных устройств. Его использование позволяет выявлять неверные настройки или случайные неполадки в технологическом процессе, контролировать качество материалов, из которых изготавливаются платы, а также устранять ошибки в конструкторской документации, допущенные разработчиками плат.
Назначение рефлектометра
Рефлектометр позволяет обнаруживать следующие дефекты:
• изменения ширины и высоты (утонения/утолщения) участков проводников;
• изменение ширины, деформация покрытий печатной платы;
• изменения диэлектрической проницаемости материалов;
• изменения толщины диэлектрика;
• ухудшение свойств, вызванное воздействием повышенных температур и влажности;
• повреждения, вызванные повышенным давлением во время процесса прессования слоев печатной платы;
• нарушение слоя диэлектрика.
Представленные выше дефекты всегда являются следствием нарушений технологического процесса, некорректного подбора используемых материалов или ошибок разработчиков. Режимы работы рефлектометра
Принцип действия динамического рефлектометра для контроля волнового сопротивления микрополосковых линий и дифференциальных пар модель ИРС-35 (рис.1) основан на методе TDR (Time Domain Reflectometer – рефлектометрический анализ во временной области). Проверка проводника производится путем посылки в него электрического импульса, фиксации отраженного сигнала и вычисления на этой основе волнового сопротивления проводника по всей его длине.
Рефлектометр работает в двух режимах: одиночное и дифференциальное исследование. В первом случае проверяется одиночная полосковая линия, во втором – дифференциальная пара. Дифференциальный режим требует использования специального дифференциального пробника, который подключается к обоим портам тестера.
Среди факторов, влияющих на работу рефлектометра, можно выделить температуру и влажность окружающей среды, определяющие, в частности, текущее значение коэффициента диэлектрической проницаемости материала платы – в отличие от табличного значения, приводимого для нормальных условий среды. От коэффициента диэлектрической проницаемости подложки зависит скорость распространения электромагнитных волн в печатном проводнике, поэтому в программном обеспечении предусмотрена автоматическая корректировка измерений сигнала по времени.
Программное обеспечение рефлектометра
Интуитивно понятный русскоязычный интерфейс управляющего программного обеспечения ИРС-35 (рис.2) позволяет оператору быстро измерить волновое сопротивление в любой точке полосковой линии, а также отследить любое его изменение по всей длине контролируемой полосковой линии в режиме реального времени.
Для удобства пользователя ось X графика волнового сопротивления проградуирована шкалой времени и расстояния. Это позволяет анализировать распространение сигнала по всей длине линии передачи данных и по форме сигнала определить расстояние до местонахождения неоднородности (обрыва, КЗ или нарушения геометрии полосковой линии), ее размер (в случае утонения проводника или изменения толщины слоя диэлектрика) и общую длину линии передачи данных с учетом коэффициента диэлектрической проницаемости изолятора, который можно задать вручную или выбрать из перечня наиболее часто используемых в производстве ПП материалов диэлектриков.
Все органы управления рефлектометром модель ИРС-35 отображаются на мониторе управляющего ПК в одном окне. Таким образом, пользователь может оперативно переключаться между режимами тестирования, масштабировать ту или иную часть сигнала для более детального его изучения и корректировать параметры тестирования в режиме реального времени.
В рефлектометре модель ИРС-35 реализована возможность работы как в режиме одиночных измерений, так и по заранее созданной тестовой программе. По результатам выполнения программы выводится отчет со статусом "ГОДЕН/НЕ ГОДЕН", содержащий детальную информацию о дефектах. Инструмент накопления статистики по каждому конкретному изделию позволяет выявить возможные нарушения производственного процесса, а также неисправности, возникшие из-за применения в производстве плат некачественных материалов.
Управляющее программное обеспечение рефлектометра модель ИРС-35 может быть расширено дополнительными плагинами и опциями с учетом нужд конкретного производства и пожеланий заказчика.
Вывод
Резюмируя, отметим: рефлектометр модель ИРС-35 представляет собой систему, дающую возможность выявить ошибки и сбои в целом ряде этапов создания печатных плат для высокочастотных устройств. Его использование позволяет выявлять неверные настройки или случайные неполадки в технологическом процессе, контролировать качество материалов, из которых изготавливаются платы, а также устранять ошибки в конструкторской документации, допущенные разработчиками плат.
Отзывы читателей
