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PCB Impedance Measurement

網路分析儀展妙用　PCB阻抗量測更省力

高頻應用興起，加上印刷電路板(PCB)製程愈加精密，體積越來越小，過往的時域反射儀(TDR)，已漸漸無法因應現今PCB阻抗量測需求。對此，是德科技(Keysight Technologies)與厘科科技，運用網路分析儀(Network Analyzers)，其特性有提升準確度、圖形使用者介面(GUI)，以及抗靜電能力，滿足高頻應用的PCB阻抗測試需求。

厘科科技專案部經理李文福表示，特性阻抗量測，一直以來是PCB板廠的基本量測要素。不過，隨著各式高頻應用興起，以往Rise Time 200ps(1.75GHz)的TDR量測結果已不夠精細；PCB的阻抗波形在Rise time 200ps的TDR上，常顯示平穩的直線，但實際上PCB阻抗波形是上下起伏的。換言之，Rise time 200ps (1.75GHz)的TDR已逐漸無法負荷現今的PCB阻抗量測需求，而若是換成Rise Time 35ps(如20GHz)的TDR，雖可以看到量測波型，但容易發生靜電擊穿，添加維修成本。因此，網路分析儀為基礎的TDR，便成為PCB量測業者的新選擇。

是德科技經銷業務處資深專案經理陳星琿指出，以往的PCB量測，多用在6GHz以下的通訊產品應用，客戶使用傳統TDR儀器的Rise Time，都是200ps左右。但隨著高頻應用興起，如5G、77GHz/79GHz汽車雷達等，Rise time 200ps的TDR已無法負荷，但若採用Rise Time 35ps或更高到Rise time 9ps 的TDR，又會遇到靜電擊穿的問題。為此，是德科技使用網路分析儀，改做為PCB阻抗量測的工具，能有效改善上述情況。

目前是德科技已備有N5225B、E5071C、E5063A、M9375A等網路分析儀，供PCB量測業者選擇。陳星琿說明，網路分析儀的優勢是能提升精確度與抗靜電能力。過往的TRD儀器，於量測時是打出脈波(Pulse)，而網路分析儀打出的是弦波，具備連續性，能收斂較為完整的訊息，準確度因而較TDR高。另外，由於網路分析儀以頻域測試搭配TDR軟件，而TDR則是時域量測，因此，是德的量測數據得到美國國家標準暨技術研究院(NIST)的驗證，以確保測量準確性。

至於在抗靜電方面，網路分析儀的抗靜電能力可達到3,000V，即便選用高頻率的產品，如20GHz、50GHz，也不會擔心靜電擊穿的問題，如此一來可替PCB量測業者大幅減少維修成本。陳星琿說，TDR若發生靜電擊穿，維修費用往往都是從10萬起跳，十分昂貴。

值得一提的是，除了提升準確度和抗靜電能力外，是德科技也運用「ENA-TDR」軟體，強化GUI，以增進操作體驗。此一解決方案不僅使整體量測操作簡單又容易，且速度快、準確，進而降低持有成本(Cost of ownership)。
李文福說，網路分析儀存在市場已久，不是特別新穎的產品；但相較於傳統TDR儀器，使用網路分析儀可更快速、簡易的完成PCB的特性阻抗量測，PCB量測業者可考慮使用此一方式，達到事半功倍的效果。

厘科科技也基於是德科技的網路分析儀，開發一套PCB IMPEDANCE量測解決方案。這套量測系統除了搭配一般的量測探頭外，也可採用該公司開發之量測探棒，提升對訊號擷取的穩定性及完整性。另外，使用者在建立專案時，可設定待測物的樣品數量，以及樣品上的阻抗數量；並且在量測過程中允許樣品數量自動增加，在使用者的量測過程中，依據待測物的特性，提供更彈性的擴充。




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