一种线路板Dk测试结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及线路板Dk测试领域，尤其涉及一种线路板Dk测试结构。
【背景技术】
[0002] 随着高速线路板(也即高速线路板)的飞速发展，传统线路板中的阻抗控制问题越 发突出。为了得到更低的损耗，要求线路板阻抗控制达到小于10%，甚至5%以内的偏差范围。 在线路板阻抗控制中，Dk是最重要的一个变量。得到了线路板加工中准确的介质层Dk数据， 可以为高精度的阻抗公差控制提供非常重要的前提条件。
[0003] 传统的Dk测试方法主要依照I PC TM650中SPDR方法测量，所用的样品为线路板覆 铜板蚀刻掉铜皮后的芯板或线路板覆铜板压合前的半固化片，所得到的Dk仅仅为纯介质的 Dk。但在线路板加工中引入了大量的铜箱表面粗化、烘烤、化学药水处理、机械应力处理等 工艺，均会对线路板的本身Dk起到改变的作用。因此，STOR方法得到的Dk值与线路板的本身 真实Dk相距甚远。这就导致设计阻抗时，Dk的偏差会使模拟阻抗偏离真实值，从而也造成了 实际的线路板成品的阻抗控制精度问题。
[0004] 另外，SPDR方法需采用谐振腔和VNA，所涉及到的设备价格十分昂贵，对线路板工 厂而言，性价比非常低，因此少有线路板工厂会购买。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在线路板Dk测 试中运用到的线路板Dk测试结构，该结构简单，能有效提高阻抗线抗干扰能力。
[0006] 本实用新型所述线路板Dk测试结构所采用的技术方案是:本实用新型所述结构设 计在线路板内的芯板上，所述结构由导通孔和阻抗线组成，所述导通孔与所述阻抗线相导 通，所述阻抗线为不等宽阻抗线。
[0007] 进一步地，所述阻抗线上被测区间阻抗线的线宽度小于其它区域的线宽度。
[0008] 进一步地，在所述被测区间阻抗线的外围设置有若干接地孔，所述接地孔的孔径 与所述导通孔的孔径相同，均为1. 〇~1.5_。
[0009] 进一步地，在所述导通孔的外围设置有接地孔，所述接地孔的孔径与所述导通孔 的孔径相同，均为1.0~1.5mm。
[0010] 更进一步地，位于所述被测区间阻抗线外围的接地孔孔径边缘距离被测区间阻抗 线边缘间距为2mm，位于所述导通孔外围的接地孔边缘距离所述导通孔的边缘间距为3~ 5mm 〇
[0011] 本实用新型的有益效果是:本实用新型通过设计独特的线路板阻抗测试结构，采 用不等宽的阻抗线设计，从而可以精确定位与TDR值相对应的线路板上阻抗线具体位置，从 而提高Dk测试的精度，此外，可以同时得到四种以上的线路板覆铜板芯板和半固化片的Dk 值;本实用新型根据所需测量的半固化片种类设计对应的叠构，可随半固化片种类增加而 增加层次，达到覆盖所有半固化片测试的目的；另外，本实用新型不涉及SPDR方法中所需的 谐振腔和VNA，故成本低，对一般的线路板企业均能接受。
【附图说明】
[0012] 图1是所述线路板Dk测试结构的简易结构示意图；
[0013] 图2是本实用新型所述线路板构成的简易横截面结构示意图；
[0014]图3是阻抗线图形与其对应的TDR测试结果对应图；
[0015] 图4是SI8000阻抗计算软件进行模拟结果演示的示意图；
[0016] 图5是当采用差分阻抗线结构时的SI8000阻抗计算软件进行模拟结果演示的示意 图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1至图5所示，本实用新型所述线路板Dk测试结构，该结构设计在线路板内的 芯板1上，所述结构由导通孔2和阻抗线3组成，所述导通孔2与所述阻抗线3相导通，所述阻 抗线3为不等宽阻抗线。所述阻抗线3上被测区间阻抗线的线宽度小于其它区域的线宽度。 在所述被测区间阻抗线的外围设置有若干接地孔4,所述接地孔4的孔径与所述导通孔2的 孔径相同，均为1.0~1.5mm。在所述导通孔2的外围设置有接地孔4,所述接地孔4的孔径与 所述导通孔2的孔径相同，均为1.0~1.5mm。位于所述被测区间阻抗线外围的接地孔4孔径 边缘距离被测区间阻抗线边缘间距为2mm，位于所述导通孔2外围的接地孔4边缘距离所述 导通孔2的边缘间距为3~5mm。
[0018] 本实用新型中，Dk的测试流程如下：①选择材料一②选择半固化片和芯板 (core)-③设计叠构一④设计图形一⑤按常规流程投料制作线路板一⑥使用TDR测量阻 抗一⑦对测试区域切片测试一⑧使用SI8000软件模拟一⑨导出对应的Dk。
[0019] 本实用新型首先设计单端带状线结构的阻抗线，针对每种半固化片设计对应的阻 抗线，所述阻抗线的阻抗值均为50ohm;然后将设计有所述阻抗线的线路板板制作出来;所 述线路板板经过TDR测试，得到所述阻抗线的实测值，一般情况下，所述阻抗线的设计值和 实测值有10%以内的偏差;然后再将所述线路板上的所有与半固化片型号对应的阻抗线做 切片测试，得到线宽、介质层厚度、铜厚参数;最后，将所述各阻抗线的实测值和切片测量得 到的参数代入到SI8000软件中模拟，得到Dk值。在这一过程中，有线路板阻抗测试图形设计 和线路板叠构结构设计，其中的图形设计通过设计独特的线路板阻抗测试图形。本实用新 型采用不等宽的阻抗线设计，从而可以精确定位与TDR值相对应的线路板上阻抗线具体位 置，从而提高Dk测试的精度;本实用新型根据所需测量的半固化片种类设计对应的叠构，可 随半固化片种类增加而增加层次，达到覆盖所有半固化片测试的目的。
[0020] 上述步骤的具体过程如下：
[0021 ] (I)选择材料:确定需要测试的材料种类；
[0022] (?选择半固化片和芯板(core):同一种材料中包含不同半固化片选项，如1080、 2116、7628、3313等型号，每个型号的厚度和01^都不相同；芯板，也叫〇〇^，是通过半固化片 压合固化得到的，可由一张或多张、相同或不同的半固化片压合得到。本实用新型中，压制 芯板的半固化片需与要测试Dk的半固化片种类相同，张数相同（多层线路板是有芯板和半 固化片压制而成，同时芯板使用前需要压制一次，所以本实用新型为减少影响因子要求芯 板压制时的半固化片要与本实用新型所描述测试DK的多层线路板使用的半固化片种类以 及张数相同。）
[0023] 设计叠构：本实用新型中，将阻抗线设计在奇数层，所述阻抗线的参考层设计 在偶数层，且外层不涉及阻抗线；需保证阻抗线两面的芯板中半固化片结构完全相同；可根 据需测试的半固化片种类增加而增加叠层层数，如图1所示；
[0024] (|)图形设计：阻抗线图形设计采用不等宽度的设计，在TDR上很容易分辨出取值 区间，从而确定所述PCB的阻抗实际值；
[0025]图3中下半部分的TDR测试结果（曲线部分)为估测情况，实际波形会有少许偏差， 此处主要为说明阻抗线图形和TDR测试的阻抗值之间一一对应关系；所示的阻抗线图形存 在于所有如图2设计叠构中所述奇数层上(如图2所示的线路板成品横截面示意图，所标明 层别的阻抗线在各自对应的层别上，且与其他层阻抗线互不干扰），且由于对应的半固化片 不同而具有不同的线宽、介质厚度、Dk，但设计阻抗值均为50ohm;所述阻抗线通过导通过孔 引出到外层，所述导通过孔仅用于阻抗测试用且使用常规钻孔方式制作，其钻孔孔径为1.0 ~1.5_;除阻抗线图形设计外，为增加阻抗值测试精度，提高阻抗线抗干扰能力，还在阻抗 线取值区间增加了接地孔;所述接地孔孔径与所述导通孔孔径相同，且孔径边缘距离被测 区间阻抗线边缘间距2mm;所述导通过孔周围3~5mm处需设置接地孔;所述接地孔孔径与所 述导通过孔相同，均为1mm~1.5mm，所述接地孔属于PCB常规设计。
[0026] 碰按常规流程投料制作线路板；
[0027]将设计好图形和叠构的PCB按所选取的材料制作，形成成品线路板。
[0028] ft使用TDR测量阻抗:对设计的每一条阻抗线测量阻抗值并编号区分；
[0029] @对测试区域切片测试:对图3中指示的阻抗线取切片区间做切片测试，得到线 宽、介质层厚度和铜厚的数据，并与其阻抗值一一对应；
[0030] (1)使用SI8000软件模拟:将上述的各种参数代入SI8000软件中模拟，将Dk设为变 量，最终得到仿真结果，界面如图4所示；
[0031 ] _导出对应的Dk值:把经过SI8000仿真的Dk值同设计PCB时用到的所有半固化片 型号一一对应起来，形成Dk数据表。
[0032] 当采用差分阻抗线结构时，其优点在于阻抗值测试时较稳定，且所受到的外界干 扰较小，但缺点在于占用空间较大，且测试分析更为复杂。图5示出了采用差分阻抗线结构 时的SI8000阻抗计算软件进行模拟结果演示的示意图。
[0033] 本实用新型可应用于线路板领域。
【主权项】
1. 一种线路板Dk测试结构，该结构设计在线路板内的芯板（1)上，所述结构由导通孔 (2) 和阻抗线（3)组成，所述导通孔（2)与所述阻抗线（3)相导通，其特征在于：所述阻抗线 (3) 为不等宽阻抗线。2. 根据权利要求1所述的一种线路板Dk测试结构，其特征在于:所述阻抗线（3)上被测 区间阻抗线的线宽度小于其它区域的线宽度。3. 根据权利要求2所述的一种线路板Dk测试结构，其特征在于:在所述被测区间阻抗线 的外围设置有若干接地孔(4)，所述接地孔(4)的孔径与所述导通孔（2)的孔径相同，均为 1.0~1.5mm〇4. 根据权利要求3所述的一种线路板Dk测试结构，其特征在于:在所述导通孔(2)的外 围设置有接地孔（4)，所述接地孔（4)的孔径与所述导通孔（2)的孔径相同，均为1.0~ 1.5mm〇5. 根据权利要求4所述的一种线路板Dk测试结构，其特征在于:位于所述被测区间阻抗 线外围的接地孔(4)孔径边缘距离被测区间阻抗线边缘间距为2mm，位于所述导通孔(2)外 围的接地孔(4)边缘距离所述导通孔(2)的边缘间距为3~5mm。
【专利摘要】本实用新型旨在提供一种在线路板Dk测试中运用到的线路板Dk测试结构，该结构简单，能有效提高阻抗线抗干扰能力。本实用新型所述结构设计在线路板内的芯板（1）上，所述结构由导通孔（2）和阻抗线（3）组成，所述导通孔（2）与所述阻抗线（3）相导通，所述阻抗线（3）为不等宽阻抗线。本实用新型可应用于线路板领域。
【IPC分类】G01R27/26, H05K1/02
【公开号】CN205179485
【申请号】CN201520698636
【发明人】李军利, 唐春华, 尹秉奎, 龙卫仁, 杨宝鹏, 廖桂波, 陈华
【申请人】珠海城市职业技术学院, 珠海方正科技高密电子有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年9月10日