[发明专利]铜箔粗糙度损耗建模方法和板材电气参数提取方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术，特别涉及一种铜箔粗糙度损耗建模方法、一种板材电气参数提取方法、以及一种铜箔粗糙度损耗建模装置和板材电气参数提取装置。

背景技术

PCB板材是高速信号传输的重要载体，高速信号在通过PCB板材的铜箔进行传输时，除了铜箔本身带来的损耗外，PCB板材的材料介质也会对高速信号带来损耗，介质损耗通常要比铜箔带来的损耗更大。因此，业界标准定义了Dk（Dielectirc Constant，介电常数）和Df（Disssipation Factor，损耗因子或损耗角）这两个电气参数来衡量PCB板材的电气性能。相应地，对于每一种PCB板材，就可以通过提取上述的两个电气参数来估测其电气性能。

在现有技术中，通常是先制作出PCB板材的板材测试板，然后测量板材测试板的S参数（S-Parameter，散射参数），最后再利用S3（Stripline S-Parameter Sweep，传输线S参数扫描）算法从S参数中得到PCB板材的两个电气参数Dk和Df。

其中，S3算法包含两种运算方式，其中一种是不代入铜箔粗糙度损耗的方式、另一种是代入铜箔粗糙度损耗的方式：

当采用不代入铜箔粗糙度损耗的方式时，利用S3算法所得到的两个电气参数Dk和Df没有涉及到铜箔的粗糙度对PCB板材所产生的损耗，因而存在较大偏差；

当采用代入铜箔粗糙度损耗的方式时，利用S3算法所得到的两个电气参数Dk和Df虽然涉及到了铜箔的粗糙度对PCB板材所产生的损耗，但所代入的铜箔粗糙度损耗是依据单纯的数学建模得到的，而单纯的数学建模不但实现复杂，而且其单纯地依赖于理论推导、因而由此得到的铜箔粗糙度损耗并不能真实地反映出铜箔的粗糙度对PCB板材实际产生的损耗，因此，最终得到的电气参数Dk和Df仍存在一定的偏差。

可见，无论是以哪一种方式使用S3算法，现有技术都无法得到准确的电气参数Dk和Df。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种铜箔粗糙度损耗建模方法、一种板材电气参数提取方法、以及一种铜箔粗糙度损耗建模装置和板材电气参数提取装置。

本发明提供的一种铜箔粗糙度损耗建模方法，该铜箔粗糙度损耗建模方法用于为使用同一种铜箔的至少一种板材的电气参数提取提供铜箔粗糙度损耗频变曲线，其中，电气参数至少包括介电常数和耗散因子；

对于介电常数和耗散因子中的任一种电气参数，该铜箔粗糙度损耗建模方法针对所述至少一种板材中的每一种板材测试板执行如下的步骤：

利用传输线S参数扫描算法，以不代入铜箔粗糙度损耗的方式从该板材测试板的S参数中提取得到对应的电气参数测量频变曲线；

利用该板材测试板的电气参数测量频变曲线进行三维电磁场仿真、并对三维电磁场仿真建立的模型赋予该板材测试板的粗糙度参数，得到该板材测试板的电气参数仿真频变曲线；

将该板材测试板的电气参数测量频变曲线与该板材测试板的电气参数仿真频变曲线在预定的各频点相减，得到该板材测试板在预定的各频点的离散偏差；

以及，对于介电常数和耗散因子中的所述任一种电气参数，该铜箔粗糙度损耗建模方法还针对所述至少一种板材的板材测试板的离散偏差执行如下的步骤：

利用所述至少一种板材的板材测试板在预定的各频点的离散偏差进行曲线拟合，得到所述至少一种板材所使用的该种铜箔的铜箔粗糙度损耗频变曲线。

可选地，粗糙度参数是从该板材测试板的铜箔截面的轮廓图像中提取得到的，该板材测试板的铜箔截面的轮廓图像是依次通过对该板材测试板切割得到铜箔截面的切片、对切片放大拍照得到铜箔截面的切片图像、以及对铜箔截面的切片图像进行图像处理得到的。

可选地，曲线拟合是利用Debye模型实现的。

本发明提供的一种板材电气参数提取方法，该板材电气参数提取方法用于提取使用同一种铜箔的多种板材的电气参数，电气参数包括介电常数和耗散因子；

对于介电常数和耗散因子中的任一种电气参数，该板材电气参数提取方法针对使用该铜箔的板材测试板执行如下的步骤：

利用传输线S参数扫描算法，以代入铜箔粗糙度损耗的方式分别从该板材测试板的S参数中提取得到对应的电气参数测量频变曲线；

以及，导入由如上所述的铜箔粗糙度损耗建模方法得到的该铜箔的铜箔粗糙度损耗频变曲线、以实现所述代入铜箔粗糙度损耗。

可选地，对于介电常数和耗散因子中的任一种电气参数，该板材电气提取方法进一步执行如下的步骤：