Korrekte Einstellung der Impedanz-Testlimits für exakte Ergebnisse und höchste Wiederholgenauigkeit
 

Was wird eigentlich angezeigt ?

Die dargestellte Teststrecke auf dem 50 Ohm Coupon zeigt den Idealfall. Um zu verstehen, was nun angezeigt wird, untersuchen wir nun jeden Teilbereich der Messkurve. Im linken Bereich zwischen 0 und 1.5" sehen wir das Ende der Prüfspitze.

Der kleine Sprung bei 2.0" wird durch die Impedanz-Diskontinuität zwischen der Prüfspitze und dem Messobjekt verursacht. Die Ausprägung dieses Sprungs hängt vom Zustand der Prüfspitze und von der Qualität der Verbindung zum Messobjekt ab. 

Achten Sie nun genau auf den Bereich zwischen 4 und 5 Zoll. Obwohl die Kurve in diesem Bereich fast völlig flach verläuft, kann man einen kleinen Sprung in der Höhe von ca. 1 Pixel und über eine Länge von ca. 1" erkennen. Dies ist nicht der Testcoupon sondern eine Sekundär-Reflektion der Prüfspitzen-Kontaktstelle. Eine gute Kontaktverbindung minimiert diesen Effekt und erhöht die Wiederholgenauigkeit. 

Der Rest der Messkurve ist fast völlig flach, mit Ausnahme des letzten Zolls. Hier beginnt der Anstieg der Messkurve. Dies wird nicht durch einen Impedanzanstieg sondern durch die größere Ausbreitungsgeschwindigkeit der höheren Frequenzanteile verursacht. Deren Reflektion wird als Impedanzanstieg gegen Ende des Testcoupons sichtbar.   

Beim Einstellen der Testlimits müssen Sie nun einen Bereich definieren, welcher außerhalb jener Abschnitte liegt, die durch die oben beschriebenen Effekte beeinflusst werden.

Impedanz-TDR Messkurve eines
50 Ohm Testcoupons

Betrachten wir eine 75 Ohm Messkurve

Achten Sie genau auf den ersten Pulsanstieg. Sie sehen ein Plateau bevor der Puls wieder ansteigt und in einen flachen Bereich übergeht. Dieses Plateau entsteht, da der TDR-Puls einige Zeit zum Einschwingen nach der Impedanzänderung benötigt. Um genaueste Ergebnisse zu erzielen, setzt man die Testlimits nach diesem Plateau, jedoch vor dem Anstieg am Ende des Coupons.

Impedanz-TDR Messkurve eines
75 Ohm Coupons

Große Impedanzsprünge an den Kontaktstellen oder Einbrüche an den Enden der Leiterbahn. Diese entstehen häufig aufgrund schlechter Coupon-Designs: Verbindungen über ein Via mit großen Pads oder fehlende Bezugsfläche bei der Anbindung der Testleitung. 

Hinweis:

Messen Sie bei der Einstellung der Testlimits wenn möglich den Testcoupon von beiden Enden. Damit überprüfen Sie, ob der Coupon die gleichen Ergebnisse zeigt. Prüfen Sie, ob ein Anstieg durch das Puls- Einschwingverhalten oder durch eine Leiterbahnverjüngung verursacht wird.

Wenn Sie zum ersten Mal impedanzkontrollierte Leiterplatten fertigen, so ist es empfehlenswert, Schliffbilder entlang der Leiterbahn anzufertigen und die Impedanz mit einem Field-Solver wie z.B. Si6000 über der Leiterbahnlänge darzustellen. Die Korrelation dieser Daten mit den gemessenen Werten ist eine unschätzbare Hilfe beim Verständnis des Fertigungsprozesses.

Betrachten wir nun eine 28 Ohm Leiterbahn
(verwendet in Rambus® Applikationen)

Betrachten Sie genau den ersten Abfall des Pulses. Sie sehen ein Plateau bevor der Puls erneut abfällt und in einen flachen Bereich übergeht. Es ist dies der gegenteilige Effekt von der 75 Ohm Leiterbahn. Ähnlich wie bei der 75 Ohm Leiterbahn müssen Sie nun abwarten, bis der Puls auf seinen Minimum-Wert abgefallen ist, bevor Sie die Testlimits setzen.

Impedanz-TDR Messkurve eines
28 Ohm Rambus Coupons

Hier ist nun eine 130 Ohm differentielle Leitung

Betrachten Sie die Messkurve von links nach rechts. Die Messkurve beginnt am linken Bildschirmrand (der Prüfspitze), sinkt dann ab auf ca. 70 Ohm - dieser Einbruch kann durch ein zu großes Via auf dem Coupon verursacht werden, welches wie ein Kondensator wirkt. Bestimmte Prüfspitzen können diesen Effekt ebenfalls verursachen.* Die Kurve steigt dann an, bis sie sich stabilisiert (der Testbereich wird durch die schraffierten Felder gekennzeichnet). Setzen der Testlimits vor dem stabilisierten Bereich bedeutet, dass Sie eine zu geringe Impedanz messen, da sich der TDR-Puls von der Kontakt-Diskontinuität "erholt". Bitte beachten Sie auch die gelb hervorgehobenen Hinweise oben.  

*Fragen Sie Ihren Polar Distributor nach Detailinformationen über die aktuellen IPD Prüfspitzen, welche die Einkoppel-Effekte minimieren.

Impedanz-TDR Messkurve eines
130 Ohm differentiellen Coupons

50 Ohm.cvf
75 Ohm.cvf
28 Ohm Rambus.cvf
130 Ohm differential.cvf

Polar Instruments Ltd

polarinstruments.com
mail@polarinstruments.com

Tel: +44 1481 253081 Fax: +44 1481 252476 © Polar Instruments 2002