高频高速PCB设计中,阻抗失配会导致信号完整性问题。Test Coupon作为专用测试模块,通过标准化结构与精密测量,成为验证PCB制造工艺符合性的关键手段。
1. 核心定义与技术标准
功能定位:根据IPC-2221标准设计的微型测试载体,用于量化评估PCB传输线特性阻抗
结构特征:包含单端线(50Ω)与差分对(100Ω)两种测试模式,线宽/线距1:1复现实际布线参数
2. 测试原理与设备
测量方法:采用时域反射计(TDR)发射阶跃脉冲(典型上升沿≤35ps),通过反射波电压差计算阻抗值
精度指标:常规测试精度±5%,高端设备可达±1.5Ω(适用于56Gbps SerDes通道验证)
3. 结构设计关键参数
布线拓扑:折回式蛇形线结构,总长度通常控制在200-300mm,拐角角度135°以降低信号反射
接地优化:TDR探针接地端与信号端间距严格控制在≤2mm,避免寄生电感影响
4. 典型应用场景
通信设备:5G基站PCB差分线阻抗验证(符合PCIe 4.0/5.0规范)
汽车电子:自动驾驶域控制器DDR4内存线单端阻抗测试
航空航天:卫星通信模块毫米波PCB制造工艺筛查
5. 设计控制要点
阻抗补偿:折回布线长度需通过仿真修正,消除结构转折引起的阻抗偏差(典型补偿量3-5Ω)
材料匹配:Test Coupon基材必须与主PCB相同(包括铜箔类型、树脂含量等参数)
6. 效率与成本数据
测试周期:单块Test Coupon检测时间≤15秒(含自动数据采集)
成本占比:占PCB总制造成本的2-3%,但可减少后期调试工时达40%
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