没时间把探头尖端焊接到器件上?不确定高速设计的问题来自哪儿?这些都是工程师们经常遇到的问题。随着时间压力越来越大,偶发问题阻碍项目竣工,您需要一种快捷、简便、高性能的方法,来测量高速信号。
高速信号通常是指多条时序和频率要求较高的信号,也是传输速率比较高的数字信号。一个频率不高的方波,如果边沿非常陡的话,在信号完整性里应该把它当高速来看。因为它所包含的频率成分里有高频成分。
在示波器上捕获信号的传统方式一直是采用手持式示波器探头。这种点测探头方式值得信赖,有很多优势,如通过在不同测试点之间移动探头尖端,能够迅速扫描一系列信号。如果不担心测量的保真度,那么这种浏览方式的效果很好,因为看到DC电压电平或工作时钟已经足够了。如果需要更详细的分析或更高的测量保真度,那么许多工程师会选择把探头尖端焊接到电路板上。
而现在,由于泰克P7700探头的问世,工程师们有了一种新的选择,可以使用精密的点测探头尖端连接到高带宽差分探头或TriMode™探头上。通过新的高带宽点测探头尖端,您可以快速简便地在不同测试点之间移动探头,同时仍能保持测量保真度。
物理挑战
您可能会说:我需要探测形状非常小的电路特点和元器件。我的元器件尺寸是0201,差分线对最近可能会达到14 mils (0.35mm)。当前元器件体积这么小,电路板密度这么高,接触测试点极具挑战性。此外,测试点通路是BGA封装部件背面的通路或位于较大部件之间的解耦电容器。电路板设计试图把尽可能多的功能封装到器件中,只要PCB设计规则允许,那么通路间距会尽可能地近。在试图探测信号时,另一个挑战是接入这些“通路群”。
BGA封装器件背面的通路群
点测探头尖端要小到什么程度,才能接触想要的测试点,而不是任何其他相邻的触点呢?以0201电阻器为例,器件上的触点是0.004”x 0.012”(0.1mm x 0.3mm),因此探头尖端的直径必需<1mm,接触点要足够小,才能登录器件连接盘(~.008”/~0.2mm)。如果下图所示的机械笔引线是探头的尖端,那么它实在太大了,是不能实现可靠的接触的。同样,下图所示的锐口牙刮匙锐利的尖端也太大了,不能登录和粘贴电阻器的焊接盘。
尖端尺寸与SMT器件对比
下图所示的泰克P77BRWSR的探头尖端直径不到0.01”(0.25mm),尖端的末尾有4个锐利的钩,可以牢固地接触SMT元器材连接盘、间距很近的通路和间距很窄的差分线对。
泰克P77BRWSR点测探头附件
保持连接
我们假设浏览器的探头尖端又小又尖,那么在确定想要使用浏览器时,您会考虑哪些其他因素呢?下面这些话援引自使用点测探头探测器件的部分工程师,相信您对这些话也很熟悉:
“在我浏览信号时,会发生失连或意外移动到别的引脚。”“在浏览信号时,我想在尖端上保持正的压力。”
很明显,非常重要的一点是浏览器牢固地连接、并且一直连接到器件上,特别是需要延伸到示波器,同时仍保持与信号连接。点测探头尖端上锐利的点有助于实现这一目标。P77BRWSR上的钩足够小、足够锐利,可以紧紧地埋入金属触点,如焊点或铜线。