高速材料及测试

YourPartnerofAdvancedMaterialsServiceITEQInnovation．Teamwork．Excellence．Quality:[e-mail]测试5.高速板测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality高速定义定义•高速：数字信号在传输线上的延时大于1/2（1/3甚至1/6）上升时间时，称为高速电路；•高频：模拟信号频率大于100MHz时即可称为高频电路。常见问题：•10G、28G、···、产品，选用什么板材？•Dk、Df一致情况下，高速/高频材料是否可以互相替代？•如何根据PCB判断高速还是高频？Innovation．Teamwork．Excellence．Quality＞0.015MiddlelossDf~0.01-0.015LowlossDf~0.006-0.01VerylowlossDf~0.003-0.006SuperlowlossDf~0.0015-0.003常规FR-4(IT-180A，TU768，EM827……）IT-170GRA1/IT-170GRA、IT-170GTFR408HR，S7038,EM285,EM370D，S1165IT968,IT-968GMegtron6，MW1000IT988GSEM7N,MW4000Df~0.0015-0.003Df~0.003~0.006Df~0.010~0.015Df~0.006~0.010Df0.015Tier5Tier4Tier3Tier2Tier1IT958G,IT-170GRA2Megtron4,N4103-13系列,S7439高速材料分级Tier6Df0.0015IT-998Megtron8SupersuperlowlossDf0.0015Innovation．Teamwork．Excellence．Quality版本速率/x8主选材料Romley20052012PCIe12GbpsStandardloss(IT-180A)Grantley20072014PCIe24GbpsStandardloss(IT-180I)Purley20102017PCIe38GbpsMidloss(IT-170GRA1)Whitley20152020PCIe416Gbpslowloss(IT-170GRA2,IT-958G,IT-150DA)EagleStream20192023PCIe532GbpsUltralowlossIT-968/IT-968SE,IT-968G/IT-968GSEIT-988G/IT-988GSE?20212025PCIe664GbpsUltralowloss2.高速材料分级服务器选材Innovation．Teamwork．Excellence．Quality树脂树脂体系发展及要求3.高速材料原材料Innovation．Teamwork．Excellence．Quality玻璃布扁平布应用越来越广泛，1506/7628粗布应用逐渐变少。3.高速材料原材料Innovation．Teamwork．Excellence．QualityNE布（或LowDk布）•NE或LowDK布的Dk~4.8（E-glass玻纤布Dk~6.0），更接近树脂Dk；•采用NE或LowDk布可有效改善阻抗波动及玻纤效应带来的Skew问题。3.2玻璃布3.高速材料原材料Innovation．Teamwork．Excellence．Quality铜箔常用铜箔种类：STD,RTF和HVLP。STDRTF3HVLP不同铜箔粗糙度Rz(um)STDRTF3RTF2HVLP毛面Rz5-7um3-4um2-2.5um1.5-2um光面Rz3-4um5-7um3-5um1.5-2um铜箔粗糙度测试3.高速材料原材料RTF2Innovation．Teamwork．Excellence．Quality测试平板电容法•原理：利用经典电容计算公式（1MHz-1.5GHz）。带状线谐振腔法•原理：在测试材料中夹一张具有特定宽度和厚度的金属薄膜谐振带，通过压力使得被测介质基片与金属接地板及薄型谐振导带组成带状线，两端开路的带状线具有谐振电路的特性；通过网络分析仪测量带状线谐振频率和股友品质因数，从而计算出Dk和Df（1-14GHz）。Innovation．Teamwork．Excellence．Quality微扰谐振腔法•原理：采用薄板柱形腔体，通过测量插入薄材料的谐振腔前后的共振频率和品质因数，应用微扰法计算Dk、Df。4.高速材料Dk/Df测试Innovation．Teamwork．Excellence．QualityS参数法•原理：全称“带状线-S参数法”。通过设计文件获取传输线长度、线宽、介质厚度数据，并利用TRL校准方式消除传输线两端过孔对延时的影响，再结合网络分析仪测量的S参数，利用ADS仿真软件获取不同评论下的延时、损耗数据，即可求出Dk、Df。4.高速材料Dk/Df测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality阻抗测试时域反射计（TDR，TimeDomainReflectometry）时域反射器是一种内部可以产生脉冲波，并具有接收此脉冲和分析功能的特殊示波器，用于测量信号在通过传输介质传导时引起的反射。阻抗测试原理阻抗测试就是在示波器发出一种脉冲波后，同时接收其反射波，然后将此两种脉冲波对比分析，从反射能量的大小得出阻抗值。Innovation．Teamwork．Excellence．Quality网分在频域中根据傅立叶变换的原理进行计算，然后再对结果实施傅立叶逆变换，从而快速计算出阶跃响应特性，这与TDR示波器上观察到的响应特性一样。网络分析仪（VNA，VectorNetworkAnalyzer）5.高速板测试5.1阻抗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality阻抗测试仪TEKTDS8200AgilentE5071C参数TEKAgilentVNA频宽20GHz4.5GHz上升时间35ps100ps可测量最短阻抗线长度1inch2inch测量范围20-300ohm20-150ohm单端、差分探头间距单端：2.0-2.5mm差分：1.0-4.2mm单端：2.0-2.5mm差分：1.0-4.2mmTEK、VNA关键测量参数对比5.高速板测试5.1阻抗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality阻抗测试仪•上升时间对测试结果的影响5.高速板测试5.1阻抗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality测量迹线区域选择5.高速板测试5.1阻抗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality阻抗测试仪5.高速板测试5.1阻抗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality外层差分阻抗控制H2H1±1.2%铜厚公差±2um（0.5OZ）铜厚公差±4um（1OZ）铜厚（T）±1.5%介电常数εr公差±0.1介电常数（εr）±1.8%（2）层压介厚H2公差±10%±1.2%（1）芯板厚度H1公差±7%介厚（H）±3.6%线宽精度±0.3mil（W/S=5/5mil，0.5OZ基铜）线宽精度±0.4mil（W=6/6mil，1OZ基铜）线宽/间距（W/S）阻抗影响程度控制要求影响因素H2H1±1.2%铜厚公差±2um（0.5OZ）铜厚公差±4um（1OZ）铜厚（T）±1.5%介电常数εr公差±0.1介电常数（εr）±1.8%（2）层压介厚H2公差±10%±1.2%（1）芯板厚度H1公差±7%介厚（H）±3.6%线宽精度±0.3mil（W/S=5/5mil，0.5OZ基铜）线宽精度±0.4mil（W=6/6mil，1OZ基铜）线宽/间距（W/S）阻抗影响程度控制要求影响因素内层差分阻抗控制±1.8%外层铜厚公差±10um。铜厚（T）±1.5%阻焊Dk、厚度阻焊（C）±1.0%介电常数εr公差±0.1介电常数（εr）±3.2%（±2.2%）介厚控制H1公差±10%（±7%）介厚（H）±5.2（±3.5%）线宽精度±0.5mil，W/S=5/5mil（W/S=7/7mil）线宽（W/S）阻抗影响程度控制要求影响因素±1.8%外层铜厚公差±10um。铜厚（T）±1.5%阻焊Dk、厚度阻焊（C）±1.0%介电常数εr公差±0.1介电常数（εr）±3.2%（±2.2%）介厚控制H1公差±10%（±7%）介厚（H）±5.2（±3.5%）线宽精度±0.5mil，W/S=5/5mil（W/S=7/7mil）线宽（W/S）阻抗影响程度控制要求影响因素5.高速板测试5.1阻抗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality高速/高层板制作关键点5.高速板测试5.2损耗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality高速/高层板制作关键点去嵌技术TRL校准件5.高速板测试5.2损耗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality高速/高层板制作关键点Delta-L4.高速/高层板制作关键点5.高速板测试5.2损耗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality损耗分析-明确要求5.高速板测试5.2损耗测试Innovation．Teamwork．Excellence．Quality