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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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