PCB測試夾具用之前,真的要好好挑(tiāo)
發布時間:2020-04-27 17:33:00
高速先生成員--劉麗娟(juān)
隨著(zhe)信號速率越(yuè)來越高,信號的上(shàng)升沿越(yuè)來越陡,信號能感受到的(de)阻抗波動越來越細致,回損關注的頻(pín)率越來越(yuè)高,所(suǒ)以信號(hào)對於阻抗的要求也越來越高。比如PCIE信號,當跑(pǎo)的是(shì)Gen2:5Gbps時,協議的要求還比較(jiào)寬,走線阻抗可以在68~105ohm間挑一個,當跑到Gen3:8Gbps時,走線阻抗範(fàn)圍被縮小(xiǎo)了,隻能在70~100ohm間;當跑到(dào)Gen4:16Gbps時,可選的(de)走線阻抗範圍進(jìn)一步縮小,隻能是72.5~97.5ohm了。

對於特別高速的信號,比如56Gbps、112Gbps的,如果板(bǎn)子有條件會(huì)將線寬(kuān)設計得比較寬,我們要(yào)求工廠的阻抗加工偏差會由+/-10%下(xià)降(jiàng)到+/-8%,偏差範圍可以繼續往下降嗎?可以倒是可以,就是比較費錢!尤其是當你的線寬很細(xì),比如隻有3.5mil、4mil時,那就相當費錢(qián)了,慎選。
產品做出來(lái)後(hòu)要做測試,測眼圖。有的信號可以直(zhí)接用Probe點測,有的信號需要借助(zhù)夾具fixture的幫助把信號引出來後(hòu)才能測(cè)。既然我(wǒ)們做PCB時,知道(dào)對工(gōng)廠製板有阻抗的要求,比如100ohm+/-10%、50ohm+/-10%,那(nà)對於測(cè)試中所引入的夾具,自然(rán)也是有要(yào)求的(de),不然你的板子真實的性能就(jiù)會被測量誤差掩(yǎn)蓋掉。
用probe直接點測時,我們知道要對示波器、probe做一下校準、通道間做一下Deskew以減小測量誤差。那夾具(jù)呢?如果是我們自己做的夾具,在挑選板材時就(jiù)會選擇(zé)一些(xiē)Dk比較穩定、Df比較小的材料,比如Rogers,製板後會把夾具(jù)的性能測一遍,合格的(de)才能留下。而對於購買的夾具,我們也會第一時間進行測試驗收,看看有(yǒu)沒有什麽異常,是否滿足標稱值。
下麵這張(zhāng)圖是我們用矢網測的某個夾具的阻抗:

PS.由於我們時不時(shí)地會展示(shì)阻抗測(cè)試(shì)結果,如果有同學(xué)還想了解怎麽用矢網測阻抗(kàng),可以(yǐ)去看看我們的視頻,裏麵會從頭到尾演示矢網的實操,此處就不展開細說了:

發現(xiàn)夾具大部分走線的阻抗是在105ohm左右,但是夾具上有一個非(fēi)常(cháng)明顯的阻(zǔ)抗凸起點(diǎn)(圖中M2),阻抗達(dá)到了116.87ohm,這還是我們(men)能測到的最好結(jié)果,手一離開夾具,阻抗就要突破120ohm。看來不光以(yǐ)前的電視(shì)機要掛(guà)塊肉,現在的夾具也要掛塊肉了??
按理說,耗費巨資購買的夾具不(bú)應該有這(zhè)麽明顯的異常,我們差點把眼(yǎn)珠子放到板子上,才發現板子隱(yǐn)隱地好像有條小縫:

為了讓大(dà)家看得更清楚些,用手機微距(jù)拍了張(zhāng)照片(piàn),這就很明(míng)顯了,有一條幾乎筆直的裂縫從左貫穿到右,看上去trace都要被攔腰截斷了(le)。

你自己設計的板子是信(xìn)號要走的路徑,當用夾具測試時,夾具就變成信號路徑的一部分,所以協議才對HCB或者MCB的插損、回損都有要求。當用上麵這塊夾(jiá)具進行測試時,眼圖必然不好,而且我們會發現(xiàn)用手托著時(裂縫能變小一點,trace的兩(liǎng)頭接觸得更(gèng)多,阻抗會小一點),眼圖會稍微好一(yī)些,手一(yī)鬆,眼圖更差了。測量誤差(chà)太大(dà),眼睛要瞎了。
