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難上加難！淺談PCB高頻特性、阻抗量測

隨著科技的進步不斷更疊，電子設備的傳輸速度越來越快，時至今日對於高速傳輸頻寬的要求也愈來愈高。印刷電路板（PCB，以下簡稱PCB） 在高速傳輸介面中扮演不可或缺的角色，其高頻特性直接影響了整體傳輸效能。高頻特性是指PCB在高頻率下的電氣性能，包括阻抗、插入損耗、回波損耗、群延遲等。這些參數會影響信號的傳輸速度、完整性和可靠性。   你知道嗎？如果PCB的高頻特性不佳時，可能會導致以下問題： 信號傳輸速度變慢 信號衰減增加 信號反射增加 信號失真 這些問題都會影響電子設備的性能，甚至可能導致產品故障。因此，在PCB製造過程中進行高頻特性量測，是確保產品品質和可靠性的重要手段。   影響PCB高頻特性的因子有哪些？讓百佳泰告訴你量測的重要性！ PCB的材料、結構和製程都會影響其高頻特性。在複雜的交互作用下，即使是微小的偏差也會導致高頻表現的巨大差異。如果沒有事先進行高頻特性量測，而直接投入生產，很可能會遇到高頻表現不如預期的情況。 一旦PCB製造出現問題，後續的修正往往需要耗費大量時間和金錢。由於PCB高頻特性受到多種因素影響，很難在一次修改後就達到預期的規格目標。因此，事先進行高頻特性量測，及早發現潛在問題，就顯得尤為重要。   PCB [...]

Dummy Board治具：USB Type-C連接器認證中的關鍵要角

率先取得認證，搶佔市場先機 在現今的數位時代裡，小型裝置上最常使用的連接器介面已逐漸以USB Type-C為大宗，而USB Type-C連接器的品質良窳與否，再再都考驗著連接器製作廠商的製造能力。其中治具板的設計與製作更是連接器送認證過程中一個不可或缺的重要步驟。然而放眼檯面上的連接器製作廠商，同時具備驗證能力及治具板製作能力者絕非多數，因此要如何搶先競爭對手一步完成產品開發？如何以最短速度取得相關認證？便成為搶佔連接器市場先機的先決條件！。   治具板製作有尾角，技術能力成認證門檻 就過往的經驗顯示，從傳統產業起來的中/小型連接器製作廠商在送件取得認證的時候，在前期往往會在兩個Dummy Board治具板製作上的兩個重要環節上卡關：一個是「前端的PCB layout的設計的能力」，PCB layout的設計能力與治具板的品質息息相關，若倘若未按照協會的規範來進行設計，將會導致設計錯誤。至於另一個容易遭遇到瓶頸的則是「後端PCB的生產問題」，這可能造成製作出來的治具板品質有缺陷，而無法拿來使用。 不論是哪一點，只要廠商使用這些原先就存在著問題的治具板來進行測試，就有可能會讓測試數據不正確或是失真，最終不但拿不到認證，而也連帶延誤了連接器新品的上市契機。   百佳泰 客製化治具板設計及驗證測試服務 作為多家技術標準協會指定實驗室，百佳泰憑藉著豐富的連接器測試經驗能量與專案實績，長年與各大產品品牌以及設計製造商進行密切配合與協作。針對上述所提到的治具板製作問題，百佳泰服務團隊可協助客戶打造客製化治具板設計服務，並依照協會規範製作品質完善的Dummy [...]

購買後才發現HDMI線纜有問題，但又找不出原因？

線纜為連接訊號源與螢幕的橋樑，而其長度越長，越容易衰減，尤其是現代動輒強調有8K/10K解析度的線纜，訊號傳輸速度更快，但也衰減的更嚴重。為了讓線纜長度能繼續保持，這時透過晶片去優化訊號就是可以讓長度不再受限的方法。而這種主動式線纜的品質優劣，跟其晶片上的PCB板有極大的關係，尤其阻抗控制是其中的重要關鍵之一。 當阻抗下降區間超過規格要求，竟會引發您不知道的潛在風險 當阻抗控制不好時，除了訊號衰減外，還會造成反射損失(Return Loss)及串音干擾(Crosstalk)，這時就可能導致使用者在使用時產生畫面閃爍，嚴重則會沒有訊號，如果在重要場合發生時，就令人頭痛了！ 影響其阻抗的因素很多，不僅只有設計及選料時的考量，在加工過程中也要控制得當，阻抗才有可能達到您欲控制的範圍。 加工所影響阻抗的可能因素如下： 走線寬度厚度誤差：線寬越大或者銅厚越大，其阻抗才會越小，而一般標準的板廠常規會控制在10%公差已是不錯，若要找到5%幾乎不可能。 介質厚度誤差：不同板材的介質厚度及其工藝也會影響阻抗控制，而基板的厚度、板材壓合的控制都考驗板廠的製程能力。 防焊漆厚度誤差：上防焊漆也會影響阻抗控制，像上漆均勻度、不同顏色的介電係數也有差異。 白牌的主動式線纜，通常會因為成本考量而使用低價的材料以及刪減很多品質相關的檢驗，又因為本身對技術的了解有限，無法評估加工廠的能力及驗證，這一連串節省成本的動作，可能帶來上述使用者負面體驗。 百佳泰使用一條HDMI主動式線纜的Fail進行實測，實例如下：當阻抗下降的區間超過規格要求，就有可能產生上述的潛在風險。 Faster, Easier, Better！HDMI線纜顧問服務 Faster [...]

設計出來的高頻連接器驗證結果讓人超傻眼？ 深度探討高頻特性所帶來的潛在風險（上篇）

科技趨勢觀察與產品設計挑戰 高科技時代有兩個重要的趨勢正在影響現今的科技產品，一個是產品速度要更快、另一個是體積要更小。此趨勢下，當在設計高速、高頻及體積小的產品時即會面臨非常多的挑戰，尤其在連接器的設計領域中，要設計體積小的高頻連接器更是困難，因為高頻本身的特性即是衰減大及干擾大。 想像一下！當機構工程師辛辛苦苦從軟體模擬、接著實作出了一個高頻連接器的樣品，但最終驗證連接器的高頻特性的結果為Fail，工程師接獲此一消息，如同晴天霹靂！下一刻便會懷疑到底是模擬出問題、實作出問題還是量測出問題？若是有經驗的機構工程師通常會對自己的模擬及實作有信心，因此便會懷疑量測的部分，但量測的關鍵因素又很多，不一定有辦法找出問題。 高頻連結器容易被忽略的潛在風險報你知！ 百佳泰累積了豐富的客戶產品量測經驗，分析及歸納出一個大家時常會忽略的潛在風險：PCB載板會影響高頻連接器的特性。 當量測連接器的高頻特性時，必須透過PCB載板與儀器連接，PCB的特性是否能被完整地去嵌入（De-embedded）則是判斷PCB設計與製作的好壞。而其中大家皆會忽略的基本判斷條件：2xThru 其IL與RL的交叉，理想上是不要交叉為好。 因此，製作連接器的PCB高頻治具時，建議不能只是找一般的PCB Layout 設計公司製作，否則，找錯了公司只是浪費時間（一項治具完成時間只少4週）或浪費金錢（找了一家低價位，但是沒設備或沒經驗），一切又得重頭過來一次。 對於以上潛在風險，百佳泰具有以下條件，能夠避免上述的問題並且能夠提供完善的顧問服務： 熟悉各種產業高頻連接器的規格，同時也是眾多協會的認證實驗室 具有豐富的設計及量測經驗 擁有完整與規格相符的量測設備 Faster, [...]

是否曾遇過使用USB充電時不小心踢到線，端口就被扯壞？

科技不斷進步，可攜帶式的3C產品種類越來越多，至今這類產品的大小基本上已經到達目前科技的極限。而現在的趨勢會朝著在相同的體積下，能夠放入更多東西的目標前進。 早期的可攜帶式產品中，因為產品體積較大，I/O port介面可以採用較大的介面，而後來隨著產品體積縮小，相對地介面也需要縮小，例如：筆記型電腦的USB接口由USB Type-A連接器（下方右圖）改變為USB Type-C連接器（下方左圖）。 USB Type-A連接器本身的尺寸較大，加上傳輸速度上的限制，使得USB Type-C連接器擁有體積小且有較好的傳輸速度之特點，逐漸地成為產品應用的主流。 連接器變小也對於機械結構帶來了變化，因為連接器變小，對於接口的抗衝擊能力也降低了。 以下方示意圖來說明，Type-A和Type-C母端連接器固定在PCB板上時，連接器被拔離板子的最大力量假設都為F（綠色箭頭），然後以母端連接器端口為支點（紅色三角形），使用力矩＝力臂×作用力的方式計算，在支點右側相同位置處的線材能承受的力量就各有所不同了，Type-A支點右側若是施加F大小的力量時連接器就會脫離，但是Type-C卻只能承受2/3F大小的力量，由這樣的比較凸顯出連接器尺寸變小後，抵抗外部衝擊的強度就變弱了，所以Type-C連接器的固定強度就需要額外特別注意了。 USB Type-C應用的普及化，在現今汽車產業中，車用充電的接頭也漸漸改為Type-C，以下例子您是否也曾遇過呢？ 後座乘客使用Type-C充電線幫手機充電，但在狹窄的車內中，後座乘客在變換座位時不小心腳踢到中央扶手的充電線，導致充電線材彎曲，更恐怖的是車上的充電孔受到破壞，導致內部Type-C連接器脫離無法充電，需要將車輛送回去原廠做維修，這樣一來既耗時又花錢！ (圖片來源) 上述的潛在風險我們可以透過多方向的受力強度測試，來驗證母端連接器的受力強度是否可以達到標準，以防止外力的碰撞導致充電或是訊號傳輸的功能受損，需要更換連接器或是主機板的情況發生。 [...]