Комплекс для измерений SMD-компонентов

Назначение

Комплекс серии CTS предназначен для измерений коэффициентов передачи и отражения (S-параметров) и импеданса пассивных компонентов для поверхностного монтажа (SMD-компонентов) в оснастке.

Применение

  • Валидация компонентной базы
    • входной контроль
    • приемка
    • характеризация (описание)
  • Производство компонентной базы
  • Производство радиотехнических устройств

Технические характеристики

Характеристика Значение
Измеряемые SMD-компоненты Резисторы
Конденсаторы
Катушки индуктивности
Типоразмер SMD-компонентов0402 (EIA)*
Схемы подключенияReflect
Serial
Shunt
Диапазон рабочих частот, МГцот 0,1 до 20000
Диапазон измерений модуля коэффициента отражения от 0 до 1
Диапазон измерений модуля коэффициента передачи, дБот –80 до 0
Параметры печатной платы (оснастки):
- ном. импеданс линии передачи, Ом 50
- материал диэлектрического основания RO4350B
Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха, С от 18 до 28

* - определяется при заказе

Документы

Презентация, pdf формат, английский язык

Программное обеспечение

Измерение параметров компонентов выполняется с помощью программного обеспечения CTS TOOL. Для получения дополнительных сведений о программе следует обратиться в службу технической поддержки:
tairtomsk@gmail.com

Комплект поставки

  • Векторный анализатор цепей серии КОБАЛЬТ, обеспечивающий высокую стабильность измерений S-параметров
  • Комплект для измерений SMD-компонентов, включающий оснастки Serial и Shunt, диэлектрические насадки для вакуумного пинцета, обычные пинцеты для перемещения компонентов, платформу для удобства работы в ручном режиме, набор компонентов с измеренными параметрами для оперативной проверки комплекса и оценки износа оснастки, а также дополнительную пластиковую тару, которую можно использовать для хранения, перемещения или сортировки компонентов
  • Программное обеспечение CTS TOOL для управления процессом измерений, обработки и анализа полученных данных
  • Эксплуатационная документация
  • Комплект калибровочных мер или автоматический калибровочный модуль (опция)
  • Фазостабильные измерительные кабели (кабели СВЧ) и коаксиальные переходы (опция)
  • Вакуумный насос с пинцетом (опция)
  • Микроскоп (опция)
  • Персональный компьютер или ноутбук (опция)

По согласованию состав комплекса может быть изменен. Возможен выезд специалистов для обучения персонала на территории заказчика.


Ключевые особенности

  • Измерение параметров SMD-компонентов на векторном анализаторе цепей в диапазоне частот до 20 ГГц
  • Определение модуля и фазы S-параметров
  • Определение модуля и фазы импеданса
  • Два типа оснастки Serial и Shunt для измерений по трем схемам подключения компонентов Reflect, Serial и Shunt
  • Ресурс оснастки более 1000 подключений
  • Установка компонентов в оснастку стандартным вакуумным пинцетом со специальной диэлектрической насадкой
  • Управление программным обеспечением SMD test
    • автоматизация измерений
    • исключение влияния оснастки
    • вычисление погрешности измерений
    • анализ данных
    • протоколирование
    • встроенные инструкции

SMD-компоненты: резисторы, конденсаторы или катушки индуктивности, помимо номинального значения сопротивления, емкости или индуктивности соответственно, имеют набор паразитных параметров, характеризующий их поведение с ростом частоты. При монтаже компонентов на печатную плату (см. описание оснастки) к этим собственным частотно-зависимым параметрам добавляются «внешние» характеристики, присущие контактным площадкам самой печатной платы. В связи с этим возникает необходимость определения параметров компонентов, непосредственно установленных на плату, т.е. в условиях близких к реальному применению. Полученные данные могут быть использованы для валидации компонентной базы, ее производства или составления библиотеки, необходимой для проектирования СВЧ устройств. Измерение компонентов осуществляется с помощью векторных анализаторов цепей.

Описание

В состав комплекса входят отечественный векторный анализатор цепей серии КОБАЛЬТ, внесенный в Государственный реестр средств измерений, комплект для измерений SMD-компонентов, включающий управляющее программное обеспечение SMD test, и поставляемые опционально — набор калибровочных мер, кабели СВЧ совместно с коаксиальными переходами, вакуумный насос с пинцетом, микроскоп и компьютер.

Комплект для измерений SMD-компонентов состоит из:

  • Двух оснасток Serial
  • Двух оснасток Shunt
  • Диэлектрических насадок для вакуумного пинцета
  • Двух пинцетов для перемещения компонентов
  • Платформы для удобства работы в ручном режиме измерений
  • Набора компонентов с измеренными параметрами для оперативной проверки комплекса и оценки износа оснастки
  • Дополнительной пластиковой тары, которую можно использовать для хранения, перемещения или сортировки компонентов
  • Программного обеспечения SMD test

Подключение компонентов к анализатору цепей осуществляется с помощью оснастки. Внешний вид оснастки приведен на рисунке ниже по тексту. Каждая оснастка состоит из печатной платы, расположенной на металлическом основании, и двух коаксиально-микрополосковых переходов. Контактные площадки для установки компонентов отмечены маской на печатной плате. Номинальное значение характеристического импеданса подводящих линий передачи 50 Ом. Для установки компонентов в оснастку следует использовать стандартный вакуумный пинцет с диэлектрическими насадками. В комплекте для измерений SMD-компонентов предусмотрены насадки с несколькими геометрическими размерами для захвата компонентов разных типов.

Оснастка

Чтобы обеспечить отсчет параметров в месте подключения компонента, выполняется автоматическое исключение подводящих линий, т.е. осуществляется перенос плоскости калибровки к контактным площадкам компонента. Алгоритм исключения реализован в программном обеспечении SMD test.
Для эффективной работы данного алгоритма предъявляются довольно жесткие требования к точности изготовления топологии печатной платы. Каждая плата, которая устанавливается в оснастку, проходит проверку геометрических размеров и электрических характеристик, чтобы гарантировать значение характеристического импеданса ее линий передачи, близким к 50 Ом.
Для исключения влияния линий используется алгоритм совместного оценивания, который позволяет выделить сигналы, отраженные от входа и выхода коаксиально-микрополосковых переходов, а также оценить комплексный коэффициент передачи подводящих линий.

Перенос плоскости калибровки

В зависимости от импеданса компонента и точности измерений доступны три схемы подключения, реализованные с помощью двух разных оснасток – Serial и Shunt. Оснастка также может использоваться для измерений параметров именно в той схеме, в которой предполагается применение компонента.

Рекомендуемая схемаКомпонент
Reflectимпеданс, близкий к 50 Ом: резисторы
Shunt импеданс низкого уровня: конденсаторы, резисторы
Serialимпеданс среднего и высокого уровня: катушки индуктивности, резисторы
Схема подключения — Shunt. Фото под микроскопом
Схема подключения — Serial. Фото под микроскопом

Для удобства проведения измерений и получения более стабильных результатов рекомендуется использовать платформу. Платформа позволяет зафиксировать оснастку на рабочем месте и уменьшить влияние кабелей СВЧ, с помощью которых она подключается к анализатору. Дополнительно платформа имеет лотки для размещения измеряемых компонентов и их сортировки, штыри — для хранения используемых диэлектрических насадок, стаканы — для размещения пинцетов.

Платформа

Программное обеспечение SMD test

Измерение параметров компонентов выполняется с помощью программного обеспечения SMD test.

Программное обеспечение SMD test
На графике изображен результат измерений импеданса
SMD-резистора 51 Ом в диапазоне частот до 20 ГГц.

SMD test содержит все необходимые инструкции и схемы измерений. Программа автоматически устанавливает заданные параметры анализатора, такие как частотный диапазон, количество точек по частоте, уровень выходной мощности и полосу пропускания фильтра промежуточной частоты. В процессе измерений SMD test автоматически вычисляет параметры оснастки и проводит коррекцию результатов измерений для отсчета комплексных параметров компонентов в месте их подключения.

SMD test позволяет провести оценку итоговой погрешности измерений параметров компонентов, которая включает погрешность векторного анализатора цепей и погрешность определения параметров оснастки с учетом выбранных алгоритмов.

Результаты измерений импеданса SMD-катушки индуктивности по схеме Serial с номинальным значением индуктивности 10 нГн в диапазоне частот до 20 ГГц
Результаты измерений импеданса SMD-катушки индуктивности по схеме Serial с номинальным значением индуктивности 10 нГн с отображением пределов погрешности. Для анализа используется функция масштабирования графика

SMD test отображает результаты измерений в виде графиков. Все графики поддерживают возможность масштабирования. Для их анализа удобно использовать реализованные в программе маркеры. Полученные результаты могут быть сохранены в файл и (или) напечатаны в форме протокола.

Сравнения экспериментальных данных и результатов моделирования
для SMD-резистора с номинальным значением сопротивления 47 Ом

Последовательность измерений

  • Калибровка векторного анализатора цепей в коаксиальном тракте
  • Подключение оснастки и измерение ее параметров без компонента
  • Автоматический перенос плоскости измерений
  • Установка компонента в оснастку с использованием вакуумного пинцета с диэлектрической насадкой
  • Измерения параметров компонента
  • Анализ полученных результатов
  • Сохранение и печать

Пробная эксплуатация

Для оценки работоспособности комплекса на Вашем рабочем месте, мы предусмотрели возможность пробной эксплуатации в течение одного месяца. Чтобы получить комплекс, отправьте запрос по электронной почте.