原创 表层微带线从两端测试阻抗不一样?原因竟是……

2022-10-25 17:01 314 3 3 分类: PCB

作者:一博科技高速先生成员  周伟

上回雷豹从电容焊盘处测试和从连接器端测试,结果相差6个多欧姆,没看过的可以看前文的链接:

表层微带线从两端测试阻抗不一样?什么情况!!。


我们先保留一点神秘,接着来看看如果还是从Top层点测,然后下面垫不同的物体如白纸、直接放防静电垫上、包装泡沫、防静电袋以及悬空(空气)等(相当于底层信号分别和上面不同的物体接触),结果会有什么不同吗?道具如下图所示:
 

然后测出来的结果如下图所示: 


同样的一个测试点,下面垫不同的物品测试结果居然差异这么大(最高与最低平均差不多20欧姆),看来从Top面测出来的结果值得怀疑。从上面的结果可以看出来,最下面蓝色的曲线阻抗相对低很多,平均只有85~90ohm,这一条曲线大家应该猜得出来是垫在什么物品上面的吧。 


没错,正是在下防静电袋,您猜对了吗?以前我们分享过一个案例,高速信号线在表层由于贴了扫码标签纸导致系统跑不起来,其实就是和防静电袋的影响差不多,这种防静电袋主要为了使塑料能遮罩电磁波,要对塑料进行金属化处理,使用一种叫抗静电剂的复合材料,导致相对介电常数变大,从阻抗线来看,阻抗变小很多,且比其他的线路时间长,这个也是因为介电常数太大导致的。所以微带线还是比较容易受外界的因素影响,在测试的时候也是要非常注意,要根据信号真实的应用环境来进行相应的测试。其他几条曲线其实也是有一定的差异,因为不同的物质,它们的特性肯定是不同的(这里主要关注介电常数)。我们分别来看下几种不同物质的测试情况。

先来看看几种不同的包装泡沫(随便在实验室找了几种常见的),如下图所示:


然后我们还是拿同样的板子,底层线路贴在这些泡沫垫上,再在Top面进行测试,测得的结果如下图所示,可知结果基本差异不大,可以说结果是相同的,测得的平均值和前文在电容焊盘处结果接近。 


另外我们再来单独比较一下白纸和实验桌上的防静电胶垫对阻抗的影响情况,这两种物品就不用单独展示了吧,测试结果如下图所示: 


 到底阻抗高的是白纸还是防静电胶垫呢?没想到吧,防静电胶垫主要用导静电材料、静电耗散材料及合成橡胶等通过多种工艺制作而成,想不到白纸的介电常数居然比防静电胶垫还高,这样阻抗测出来更低点。所以我们在测试表层信号的时候,不能让表层信号和白纸接触,这样可能导致表层信号测试的值比实际的值低。看到这里,我们应该也知道上期问题的答案了,上期在电容焊盘处测试的结果更符合实际线路的阻抗值,而在Top层过孔处测试,由于底层的线路和白纸接触,白纸的介电常数比空气大,导致实际测试值偏低。

那么到底能不能在Top层进行阻抗测试呢?其实还是可以的,只要信号不接触其他物质就可以了,这个时候可以把板子用支架悬空进行测试,测出来的阻抗和在底层电容焊盘处基本差异就不大了,如下图所示:
 
红色曲线是在底层电容焊盘处测试的结果,绿色曲线是在Top层过孔处测试的结果,可以看到他们的平均值基本接近在111om左右。其实我们再回看上面几种泡沫垫的测试结果,和我们实际在空气中的阻抗也是比较接近的,说明用泡沫垫对表层阻抗的测试影响比较小。

通过上面的介绍,你现在知道对阻抗影响的如下物质:防静电袋、防静电胶垫、普通白纸、包装泡沫塑料垫对表层阻抗的影响从小到大的排列是什么(常温常湿空气环境下)?

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