因應各大協會對於傳輸介面的推廣以及運用面的普及化,產品面對極端環境的穩定性一直是各大供應商在面對客戶時可能會遇到的疑問。長久以來對於高溫與高頻項目的綜合測試似乎較少成為行業中討論的議題,因此,百佳泰多年經驗的技術顧問透過一項實驗來帶大家看看:究竟在不同溫度下,高頻特性變化的趨勢會是如何?

常見溫度環測項目

以往最常見的溫度相關環測項目大致如下表1所示:

表1-列舉常見溫度測項與其驗證方式

由上表我們可以看出,用來檢測溫度環測並判定Pass/Fail的通常是基於功能性,或是安全性方面的考量,但是一般的規範沒有較直觀的定義產品處於極端溫度的環境中是否能夠保持足夠的高頻特性為傳輸行為獲得足夠的傳輸頻寬,因為連接器中各材料特性在不同溫度下的膨脹係數的關係皆有不同,進而造成特性偏離原先設計。
此次實驗是以相同的連接器待測物在常溫下進行SI量測後,升溫至85℃再次取得SI數據。另外,考量到De- embedding的匹配性,因此也加入改變溫度後的補償檔,比對三者差異,如下表:

表2-本實驗設定環境參數以及補償檔狀態

相對高溫設置為85℃的原因

在規劃實驗溫度區間初期,我們選用了較貼近端子設計的PCB Trace(微帶線)進行預測試,並選出此次實驗的高溫區間,其考量因素如下:
1. 85℃為Thermal Shock 、Thermal Cycling等項目較常見高溫參數。
2. 透過實驗(DUT :PCB Trace/ Length:3cm/ Width:10mil),當溫度到達85℃~120℃時,高頻特性相對穩定。

表3- THRU Line 在各溫度下的插入損耗數值(非Delta) 資料來源: Allion

圖-1 THRU Line 在各溫度下的插入損耗變化 資料來源: Allion

表4-THRU Line 在各溫度下的特性阻抗數值以及Delta 資料來源: Allion

圖-2 THRU Line 在各溫度下的特性阻抗變化 資料來源: Allion

上述內容說明了實驗目的、校正手法以及溫度定義,而在實驗的過程中,同時我們也針對待測物以及測試環境溫度進行監控,確保在測試過程中待測物的溫度符合實驗需求。
測試結果將發佈於下集文章中,欲知詳情請持續關注百佳泰。

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