一种修正PCB介电常数模型的建立方法和修正方法及修正系统与流程

一种修正pcb介电常数模型的建立方法和修正方法及修正系统
技术领域
1.本发明涉及pcb介电常数领域，具体涉及一种修正pcb介电常数模型的建立方法和修正方法及修正系统。


背景技术：

2.pcb(printed circuit board)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。
3.阻抗表示在具有电阻、电感和电容的电路中，对电路中的电流所起的阻碍作用。阻抗常用z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。阻抗的单位是欧姆，在pcb产品中是非常重要的一个指标。客户通常要求pcb上特定线路的阻抗为特定值，一旦超出客户给定的阻抗值范围则为不合格产品。
4.而介电常数在pcb行业又称dk值，介电常数是否准确对制造pcb的至关重要，介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity)又称诱电率，与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积，如果有高介电常数的材料放在电场中，电场的强度会在电介质内有可观的下降，主要是介电常数能够影响产品的阻抗值。
5.随着5g时代的来临，越来越多pcb有着插损和阻抗要求。由于全链路阻抗匹配的要求，对pcb的阻抗值要求也越来越严格。而介电常数是否准确对制造pcb的至关重要，因为介电常数能够影响产品的阻抗值，同时，一般客户使用的dk值是供应商提供的值，而这一个值并不能真正反映产品上的真实介电常数，如果不加以修正制造出来的阻抗值必将不合格。
6.而介电常数并非真实，其根本问题在于供应商提供的dk值是在特定条件下的测量结果，而真实pcb的电磁场分布与测试的电磁场分布不一样。如图1所示，供应商常用的测试dk值的方法示意图，又称tdr测试阻抗(tdr(time domain reflectometry)，即时域反射技术，是雷达探测技术的一种应用。早期主要应用于通讯行业中，用来检测通信电缆的断点位置，因此又称为“电缆探测仪”。参考图1，包括上下设置的金属外壳110，两金属外壳110分别通过支撑柱120与一介质谐振器140连接，金属外壳110上还穿设有靠近对应介质谐振器140的耦合回路130，pcb10设置在两介质谐振器140之间，以进行测试dk值。
7.此时测试的电磁场由上到下的均强磁场，但是真实的pcb上的走线并非如此，而是如图2所示，图2是真实走线的电磁场示意图。
8.因此，对这种差异性需要做一定的修正才可以弥补。


技术实现要素：

9.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种修正pcb介电
常数模型的建立方法和修正方法及修正系统，解决现有测试阻抗的方式并不能得到真正反映产品上的真实介电常数的问题。
10.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种修正pcb介电常数模型的建立方法，包括步骤：
11.通过阻抗测试获取pcb样品的介电常数测试结果；
12.获取对应pcb样品阻抗线的实际参数，并根据实际参数获取介电常数反推结果；
13.根据多个pcb样品的介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正关系，建立修正pcb介电常数的修正模型。
14.其中，较佳方案是：所述阻抗测试为tdr测试阻抗。
15.其中，较佳方案是：所述实际参数包括切片阻抗线所获取的介质厚度，以及阻抗线的线宽和间距。
16.其中，较佳方案是，所述建立方法的步骤包括：
17.设置标准线宽/间距，并根据阻抗线的实际参数获取标准线宽/间距的第一反推结果；
18.根据多个pcb样品的介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正关系，设置不同线宽/间距的反推结果与第一反推结果的关系公式；
19.通过关系公式获取不同线宽/间距已进行修正的第二反推结果。
20.其中，较佳方案是：所述关系公式为dk
修正
＝dk
标准线宽/间距
n
×
(x-x
标
)，其中，dk
修正
为第二反推结果，dk
标准线宽/间距
为第一反推结果，n为调整系数，x为需要修正的线宽/间距的阻抗线线宽，x
标
为标准线宽/间距的阻抗线线宽。
21.其中，较佳方案是：所述标准线宽/间距为6mil/6mil，其阻抗线线宽为6；所述调整系数为0.07。
22.其中，较佳方案是：所述调整系数的设置步骤包括：
23.根据多个pcb样品的介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正百分比，形成基于多个pcb样品修正百分比的布局分散图；
24.根据布局分散图中各分散点的分布情况，获取最密集分布百分比的轴线的数值作为调整系数。
25.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于修正pcb介电常数模型的修正方法，包括步骤：
26.将需要修正pcb的线宽/间距的数值，输入至修正模型中；
27.通过修正模型输出修正后的介电常数。
28.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种修正系统，所述修正系统包括输入模块、输出模块和具有修正模型的修正模块，所述输入模块输入需要修正pcb的线宽/间距的数值，所述修正模块通过修正模型修正输入模块输入的数值，所述输出模块输出通过修正模型输出修正后的介电常数。
29.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明建立修正模型，并将后续需要获取修正后介电常数的pcb的相关参数数据，输入至修正模型中，直接快捷方便获取所述pcb的已修正后的介电常数；同时，提供修正的准确性。
附图说明
30.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
31.图1是现有技术tdr测试阻抗的结构示意图；
32.图2是现有技术真实走线的电磁场的示意图；
33.图3是本发明修正pcb介电常数模型的建立方法的流程示意图；
34.图4是本发明基于关系公式的建立方法的流程示意图；
35.图5是本发明基于多个pcb样品修正百分比的布局分散图；
36.图6是本发明基于修正pcb介电常数模型的修正方法的流程示意图；
37.图7是本发明修正系统的结构框图。
具体实施方式
38.现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
39.如图3所示，本发明提供一种修正pcb介电常数模型的建立方法的优选实施例。
40.一种修正pcb介电常数模型的建立方法，包括步骤：
41.步骤s11、通过阻抗测试获取pcb样品的介电常数测试结果；
42.步骤s12、获取对应pcb样品阻抗线的实际参数，并根据实际参数获取介电常数反推结果；
43.步骤s13、根据多个pcb样品的介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正关系，建立修正pcb介电常数的修正模型。
44.具体地，由于单纯通过阻抗测试获取pcb样品的介电常数存在误差，并不能真正反映产品(pcb样品)上的真实介电常数的问题，以及通过pcb样品阻抗线的实际参数获取介电常数也存在工序复杂繁琐，且需要对pcb样品进行不可逆损坏。因此，通过大量pcb样品，获取介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正关系，获取两者之间的关联性，并进行归纳总结建立修正pcb介电常数的修正模型，并将后续需要获取修正后介电常数的pcb的相关参数数据，输入至修正模型中，直接快捷方便获取所述pcb的已修正后的介电常数。
45.其中，所述pcb样品应该为同一款产品的pcb板，对需要测试款式的pcb均建立一修正模型，在后续修改对应pcb的参数时(如pcb阻抗线的线宽/间距)，通过修正模型即可快速获取修正后的介电常数。
46.在本实施例中，阻抗的测量方法主要分为模拟测量法和数字测量法，集总参数元件的测量主要采用电压-电流法、电桥法和谐振法，阻抗的数字测量法有自动平衡电桥法、射频电压电流法和网络分析法等。优选地，所述阻抗测试优选为tdr测试阻抗，相对于其他方法，tdr测试阻抗可快速直接获取pcb样品的介电常数，测试速度快，测试过程简便。
47.在本实施例中，所述实际参数包括切片阻抗线所获取的介质厚度，以及阻抗线的线宽和间距，通过对阻抗线切片，获取阻抗线的介质厚度，再结合阻抗线的线宽和线宽的间距，通过特定反推公式，获取对应pcb的介电常数。
48.如图4所示，本发明提供基于关系公式的建立方法的较佳实施例。
49.所述建立方法的步骤包括：
50.步骤s21、设置标准线宽/间距，并根据阻抗线的实际参数获取标准线宽/间距的第一反推结果；
51.步骤s22、根据多个pcb样品的介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正关系，设置不同线宽/间距的反推结果与第一反推结果的关系公式；
52.步骤s23、通过关系公式获取不同线宽/间距已进行修正的第二反推结果。
53.其中，所述关系公式为dk
修正
＝dk
标准线宽/间距
n
×
(x-x
标
)，dk
修正
为第二反推结果，dk
标准线宽/间距
为第一反推结果，n为调整系数，x为需要修正的线宽/间距的阻抗线线宽，x
标
为标准线宽/间距的阻抗线线宽。
54.具体地，通过对多个pcb样品的数据采集和分析，根据多个pcb样品的介电常数测试结果和介电常数反推结果的修正百分比建立了一个基于多个pcb样品修正百分比的布局分散图，并参考图5，且横坐标为pcb样品编号，如从1至125，甚至更多，优选为同款pcb样品，即电路布局一直，只有布局的阻抗线参数不相同，纵坐标为介电常数dk值的修正误差百分比，即介电常数测试结果和介电常数反推结果的差值百分比，优选采用阻抗线参数不同的pcb样品，例如当线宽/间距为3mil/3mil时，和当比线宽/间距为7mil/7mil时，反推得到的介电常数的百分比。通过对附图的观察，可知晓调整系数为0.07，即根据布局分散图中各分散点的分布情况，获取最密集分布百分比的轴线的数值作为调整系数。
55.以及，所述标准线宽/间距为6mil/6mil，其阻抗线线宽为6。通过设计6mil/6mil的阻抗线，然后对其反推介电常数，当设计任意的线宽时根据线宽/间距进行修正。6mil/6mil的反推dk值为系统中隐藏值，因此当在系统中输入任意值即可返回经过大数据拟合的进一步修正值。比如通过制作6mil/6mil的差分线反推得到的介电常数为3.4，通过关系公式，当在同样的条件下计算7mil/7mil的差分线时，会自动的调整到修正后的介电常数，而计算3mil/3mil时，会调整到介电常数。根据现在的工艺能力，x一般需要大于0.5mil。
56.如图6所示，本发明提供一种基于修正pcb介电常数模型的修正方法的较佳实施例。
57.一种基于修正pcb介电常数模型的修正方法，包括步骤：
58.步骤s31、将需要修正pcb的线宽/间距的数值，输入至修正模型中；
59.步骤s32、通过修正模型输出修正后的介电常数。
60.具体地，通过上述建立方法建立对应的修正模型，若需要获取某一pcb的介电常数，先调用pcb所对应的修正模型，多款或一款pcb对应一个修正模型，具体需要根据修正模型的具体设计进行划分。将需要修正pcb的线宽/间距的数值，输入至选中的修正模型中，通过修正模型输出修正后的介电常数，快速方便直接获取对应pcb的真实介电常数。
61.如图7所示，本发明提供一种修正系统的较佳实施例。
62.一种修正系统，所述修正系统包括输入模块210、输出模块230和具有修正模型221的修正模块220，所述输入模,210输入需要修正pcb的线宽/间距的数值，所述修正模块220通过修正模型221修正输入模块210所输入的数值，所述输出模块230输出通过修正模型221输出修正后的介电常数。
63.优选的，修正系统包括一界面，通过在界面的对应输入框中输入需要修正pcb的线宽/间距的数值，在确定后即可直接显示修正后的介电常数。同时，应还设置有选择对应修正模型221的选项，每一修正模型221至少对应一款类型的pcb，以实现快速修正。当然，修正系统还可包括一处理器，所述处理器存储有修正模型221，以及通过修正模型221进行修正的处理程序。
64.以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。