Polar Instruments über die Bedeutung von Impedanz-Berechnungen und -Tests

Impedanz-kontrollierte Leiterplatten

19. Dezember 2011, 10:31 Uhr | Corinna Puhlmann

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Testen der Leiterplatte

Alle namhaften Leiterplattenhersteller bieten heute den Test von Impedanz-kontrollierten Leiterplatten an - er gehört also mittlerweile zu einer Standardleistung in der Branche. Denn Impedanz-Fehlanpassungen können durchaus schwerwiegende Folgen für ein ganzes Fertigungslos haben. Impedanz-Fehler, etwa verursacht durch eine falsche Materialauswahl, lassen sich nach dem Bestücken der Leiterplatte nicht mehr beheben.

Impedanzmessungen beruhen üblicherweise auf dem TDR-Verfahren (TDR = Time-Domain Reflectometer/ Zeitbereichsreflektometer). Der Test der Leiterplatte wird nicht auf dem Board selbst, sondern auf einem integrierten Testcoupon auf dem Panel mit idealen Prüfbedingungen durchgeführt. Der Coupon weist die gleiche Lagen- und Leiterbahnstruktur wie die Leiterplatte auf und enthält Leiterbahnen mit exakt den gleichen Impedanzen wie die Leiterplatte. Der Coupon wird daher stellvertretend für die Leiterplatte gemessen und ermöglicht exakte Rückschlüsse auf die Impedanzen auf der Leiterplatte. Das TDR legt über ein Impedanz-angepasstes Kabel und Prüfspitze einen steilflankigen Impuls an den Coupon. Reflektionen des Pulses werden auf dem TDR dargestellt und weisen auf eine Änderung der Impedanz hin. »Rund 90 Prozent aller Impedanzmessungen beruhen heute auf Testcoupons«, berichtet Hermann Reischer. Nur in Ausnahmefällen wird auf der Leiterplatte auch eine Testleitung eingebaut.

Vorsicht bei Nickel-Gold-Oberflächen

Bei der Realisierung von HF-Leiterplatten rät Polar Instruments aufgrund von Kundenerfahrungen und eigenen Untersuchungen dringend davon ab, Leiterbahnen mit Nickel-Gold-Oberflächen einzusetzen, da diese Oberfläche zu einem ansteigenden Impedanz-Verlauf und höheren Verlusten aufgrund des Skineffektes führt. Obwohl Nickel für kleinere Pads durchaus eine akzeptable Oberfläche darstelle, sei es nicht empfehlenswert, ganze Leiterbahnen mit einer Nickel-Oberfläche zu versehen.

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  2. Berechnung mit der Field-Solver-Methode
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