Kontrollierte Impedanz wird an einem Coupon geprüft, nicht an der Produktplatine. Der Coupon ist ein Testmuster auf demselben Nutzen, mit demselben Schichtaufbau und Prozess, damit seine Messung für die Produktleiterbahnen stehen kann.
Passt der Coupon nicht zum Produkt – andere Lage, andere Leiterbahnbreite, andere Kupferdicke, anderes Finish –, kann der Bericht gut aussehen und trotzdem nichts über die gelieferte Platine sagen.
Dieser Artikel behandelt Coupon-Design, TDR-Messung, Toleranz und die Berichtsregeln, die Streit vermeiden.
Was ein Coupon ist
Ein Impedanz-Coupon ist ein Satz Testleiterbahnen auf dem Nutzen, meist am Rand oder auf einem Bruchsteg. Er enthält:
- Einfache Leiterbahnen mit Zielimpedanz, meist 50 Ω.
- Differenzpaare mit Zielimpedanz, meist 90 Ω oder 100 Ω.
- Koplanare oder koplanar geführte Strukturen, wenn das Design sie nutzt.
- Sonden- oder Steckerpads mit Massebezug.
Der Coupon wird nach der Fertigung gemessen, meist per TDR. Das Ergebnis wird pro Coupon und pro Charge berichtet.
Designregeln
Zum Produkt passen. Der Coupon muss denselben Schichtaufbau, dieselbe Lage, dieselbe Leiterbahnbreite und denselben Abstand, dasselbe Kupfergewicht und dieselbe Lötstoppmaske nutzen. Ein Coupon auf einer anderen Lage testet eine andere Dielektrikumsdicke.
Dieselbe Bezugsebene nutzen. Die Masseebene des Coupons muss denselben Abstand zur Leiterbahn haben wie im Produkt. Ein näherer Abstand liest eine niedrigere Impedanz.
Lang genug machen. TDR braucht einen stabilen Bereich. Ein zu kurzer Coupon trennt den Launch nicht von der Leitung, und die Messung enthält den Sondenübergang.
Sauberen Launch bieten. GSG-Sonden oder SMA-Stecker mit Masse-Vias nahe am Signalvia nutzen. Ein schlechter Launch fügt Induktivität hinzu und verschiebt die Messung.
Dort platzieren, wo er überlebt. Der Coupon gehört auf einen Bruchsteg oder Nutzenrand, nicht in eine Kundenfläche. Er muss messbar sein, ohne das Produkt zu schneiden.
| Parameter | Typische Anforderung | Hinweis |
|---|---|---|
| Coupon-Lage | Wie Produktleiterbahn | Andere Lage = andere Impedanz |
| Leiterbahnbreite/-abstand | Wie Produkt | Toleranz folgt dem Ätzprozess |
| Coupon-Länge | 50 mm oder mehr | Längere Leitung, saubereres TDR-Plateau |
| Launch | GSG-Sonde oder SMA mit Masse | Schlechter Launch verschiebt die Messung |
| Finish | Wie Produkt | Finish beeinflusst die Skin-Tiefe bei hoher Frequenz |
| Toleranz | ±10 %, enger auf Anfrage | Messunsicherheit angeben |
Wie TDR die Impedanz misst
Ein TDR-Gerät schickt eine schnelle Stufe in den Coupon und zeichnet die reflektierte Spannung auf. Der Reflexionskoeffizient wird entlang der Leitung in Impedanz umgerechnet.
Wichtige Einstellungen:
- Anstiegszeit. Eine schnellere Flanke löst feinere Strukturen auf, ist aber empfindlicher für Launch und Kabel. Die Anstiegszeit des Geräts gehört in den Bericht.
- Bezugsebene. An der Sondenspitze kalibrieren, nicht am Geräteport.
- Gating. Die Messung auf die Coupon-Leitung begrenzen, Launch und offenes Ende ausschließen.
- Mittelung. Genug Mittelungen für Rauschfreiheit, Einstellung angeben.
Der Bericht sollte Coupon-ID, Lage, Nennimpedanz, Messwert, Toleranz, Anstiegszeit und Messposition auf der Leitung enthalten.
Toleranz und Streitfälle
Üblich sind ±10 %. Enge Designs fordern ±8 % oder ±5 %. Vor der Zusage drei Punkte prüfen:
- Ätz- und Laminierfähigkeit des Fertigers bei dieser Leiterbahnbreite.
- Messunsicherheit des TDR-Aufbaus; ±5 % Spezifikation mit ±3 % Unsicherheit lässt wenig Reserve.
- Ob der Coupon mit oder ohne Lötstoppmaske gemessen wird; die Maske verändert die Impedanz um einige Prozent.
Liegt der Messwert außerhalb der Toleranz, ist die erste Frage, ob der Coupon zum Produkt passt. Die zweite, ob an einem stabilen Punkt gemessen wurde. Erst dann ist es ein Prozessproblem.
Häufige Fehler
- Coupon auf einer anderen Lage als die Produktleiterbahnen.
- Coupon-Leiterbahnbreite auf Zielwert angepasst, nicht zum Produkt passend.
- Coupon zu kurz, um Launch und Leitung zu trennen.
- Kein Massebezug oder schlechter Launch.
- Vor dem Endfinish messen und dann mit fertiger Platine vergleichen.
- Eine einzelne Zahl ohne Messbedingungen berichten.
FAQ
Braucht jede Bestellung einen Coupon?
Bei kontrollierter Impedanz ja. Der Coupon ist der Nachweis, dass Schichtaufbau und Prozess die Zielimpedanz ergeben.
Kann der Coupon auf demselben Nutzen wie das Produkt liegen?
Ja, genau darum geht es. Er sollte auf demselben Nutzen und Schichtaufbau liegen, meist auf einem Steg.
Ist TDR die einzige Methode?
TDR ist die Standardmethode in der Produktion. VNA und Signalintegritätssimulation dienen der Designverifikation, nicht der Chargenabnahme.
Was, wenn der Coupon besteht, das Produkt aber nicht?
Dann hat der Coupon das Produkt nicht repräsentiert. Zuerst Lage, Leiterbahnbreite, Bezugsebene und Finish prüfen.
Was Sie für eine Impedanzprüfung senden
- Schichtaufbau mit Zielimpedanz pro Lage
- Einfach- und Differenzziele
- Coupon-Anforderung und Position
- Toleranz und Messmethode
- Finish- und Maskenanforderung
- Abnahmeklasse
Schichtaufbau für eine Impedanzprüfung senden, oder sehen Sie sich unsere HDI-Kapazität und Multilayer-Kapazität.
