臺灣博碩士論文加值系統

本研究針對產學合作廠商慶良電子公司所提供的一阻抗未達規範之AMC(Advanced Mezzanine Card)連接器，進行AMC連接器高頻優化分析來改善阻抗不匹配之情形，首先建立CST模擬分析的能力並以實際量測數據的比對來驗證本CST模擬分析的準確性。然後利用CST模擬分析，針對連接器端子寬窄、彎角、子卡夾頭造型與佈線等參數進行優化分析來改善AMC連接器之特性阻抗，最後提出符合規範要求的AMC高頻連接器。
　　實驗的量測無法單靠連接器本體進行，必須藉由PCB板才可量測，然而為降低PCB板對高頻量測數據的影響，所以連接器設計完成，為展現連接器該有的高頻特性。本研究也進行AMC高頻連接器專用測試板之設計、優化分析與開發，讓量測數據能夠顯現出連接器的實際高頻性能。
　　最後，本研究提出優化後的AMC高頻連接器及測試PCB板設計樣式，透過產學合作廠商慶良電子公司製造出實際樣品，進行實測比對，結果樣品除了在特性阻抗到達規範外，其餘在S參數、差損和回損上也能得到良好的表現。後續也將進行AMC高頻連接器的高頻認證工作。

　In this study, the industry-university cooperation Starconn company provides an AMC (Advanced Mezzanine Card) connector which failed to meet the impedance specifications. The present paper undertakes the high frequency optimization analysis to solve the impedance mismatch problem for AMC connectors. First, the CST simulation analysis capability is established and the accuracy of the CST simulation is verified by the comparison between the simulated results and the actual measured data. Next, by using CST simulation analysis, the parameters of connector pin width, connector corner geometry and pin lay-out are identified to perform the optimization process to improve the characteristic impedance of AMC connector, and provides a final design of AMC connector with the compliance requirements of high frequency specifications.
　　Experimental measurement cannot rely solely on the connector body, the connector must be inserted on PCB Board and, then, the experimental data can be measured. After the connector design is completed, the specific test PCB board is designed, analyzed and developed in order to reduce the effect of PCB board for high frequency measurements and allowing measurements to show actual high-frequency performance of the connector.
In this study, the photo types of the optimized AMC high frequency connector and test PCB board is produced through industry-university cooperation Starconn company. After the actual test, the product not only meets the specification in the characteristic impedance, but also shows good results in the S-parameters, the difference between loss and return loss. The certification for AMC high frequency connector will be continued in the future.

第壹章 序論 1
一、前言 1
二、研究動機與目標 3
三、本研究目標AMC連接器簡介 6
四、AMC系統架構與演進 8
五、AMC規範概要 10
(一) 大幅提昇訊號傳遞完整性 11
(二) 建立可靠度能力 11
(三) 樣品製作 12
六、測試PCB板簡介 13
七、AMC高頻連接器專用測試PCB描述 14
八、研究目標 15
(一) AMC高頻連接器 15
(二) AMC專用測試PCB 16
第貳章 高頻效應與電氣分析基本理論 17
一、高頻效應 17
(一) 特性阻抗 18
(二) 傳遞延遲 21
(三) 衰減 22
(四) 串音雜訊 22
(五) 偏移 23
(六) 上升時間衰減 24
(七) 集膚效應 24
(八) 電磁相容 25
二、 電氣分析基本理論 26
(一) 傳輸線基礎特性理論 28
(二) 訊號傳輸方式 30
(三) 差動傳輸線的特性阻抗 30
(四) 微帶傳輸線(Microstrip Line)與帶狀傳輸線(Strip Line) 31
(五) 眼圖 33
(六) 史密斯圖(Smith Chart) 34
(七) 散射係數(Scattering Parameter；S參數) 37
第參章 CST分析軟體及測試儀器簡介 39
一、模擬方法與分析架構 41
二、CST簡介 43
三、高頻特性量測儀器簡介 46
四、量測儀器簡介 47
(一)時域反射分析儀介紹與基本原理 48
(二) 網路分析儀的原理及校正 56
五、量測方法與要點 57
第肆章 AMC高頻連接器優化分析 58
一、模型建立及分析概述 58
二、阻抗分析技術與實測比對 59
三、高頻優化分析 61
(一) 材料性質對高頻的影響 61
(二) 從分析數據結果可判斷高頻修改方向 61
(三) 可利用其他方式優化高頻效應 64
(四) 運用軟體計算高頻優化 64
四、連接器優化設計 65
(一) 模擬不同的塑膠介電常數對特性阻抗的影響 68
(二) 模擬不同的端子佈線對阻抗的影響 70
(三) 模擬不同的端子夾頭造型對阻抗的影響 71
(四) 模擬不同的凸包位置對阻抗的影響 72
(五) 模擬折彎及切料造型設計對阻抗的影響 73
(六) 端子夾頭外型優化模擬 74
(七) 模擬端子末端外型優化模擬 75
(八) 最後設計樣式 76
第伍章 專用PCB優化分析與開發 79
一、測試治具及測試板的高頻分析與設計 80
二、高頻PCB測試板設計 81
三、佈線佈線設計 85
四、測試PCB板疊層結構分析 88
五、訊號電路設計分析 89
六、高頻優化加工 92
(一) 沿著銅箔線路加入通孔優化 92
(二) 焊接的部位與魚眼的部位使用隔離孔優化 94
七、最終優化成品 97
第陸章 優化產品之驗證 99
一、優化後A MC高頻連接器實測 99
二、AMC連接器阻抗優化前後比較 102
第柒章 結論 106
未來展望 107
參考文獻 108
附件 110

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