[0001] 本申请涉及PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)技术领域，特别是涉及用于插损测试的测试板及测试方法。

[0002] 在高速信号传输过程中，随着时钟频率不断增加，信号的传输速率不断提升，脉冲信号上升/下降沿越发陡峭，电路对噪声的容忍度大大下降，导致信号的波形发生畸变，当
接收端接收到信号时，可能已无法正确判断发送器的输出信号，从而出现信号畸变的问题。
高速印制板作为高速互联系统的硬件载体，其自身性能直接影响后续使用过程中信号传输
的完整性，因此需要对高速印制板进行信号完整性测试。当信号的传输频率达到GHz以上
时，传统的时域阻抗测试就无法全面有效地评价印制电路板在电性能上的表现，需要基于
频域法使用矢量网络分析仪对印制电路板进行插入损耗测试。矢量网络分析仪是一种采用
电磁波能量的测试仪器，能够准确测量高频信号的入射能量、发射能量和传输能量；插入损
耗测试简称插损测试，其结果使用S21表示，在信号传输过程中，S21通常定义为输出端接口
所接收到的功率n1和输入端口的源功率m2之比。基于矢量网络分析仪的插损测试具有较高
的测试精确度和稳定性，适用于高速印制板的应用场景，是信号完整性的重要表征手段之
一。

[0003] 相关技术中插损测试的方法包括频域法、短脉冲传输法、单端TDR差分插入损耗法等。其中，单端TDR差分插入损耗法测试效率较高，但测试精度较差、适用范围单一，仅适用
于10GHz以下频率信号损耗测试；短脉冲传输法测试频率可达20GHz，但测试流程复杂，效率
较低；频域法通过设置矢量网络分析仪的S参数，能够直接读取插入损耗值S21，其测试流程
方便快捷，通过自校准保证精度，是目前使用范围比较广的插损测试方法。

[0004] 然而，目前没有专用于上述频域法的测试板，常规的测试板其自身存在噪声，使得频域法无法准确有效地监控高速印制板设计、板材选择以及制程能力对印制板电性能产生
的影响，无法准确评价高速印制板信号完整性，无法直接应用于生产及检测。

[0032] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申
请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

[0033] 在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示
或暗示所指的用于插损测试的测试板或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操
作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0034] 此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术
语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0035] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可
以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域
的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0036] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间
媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特
征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之
下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水
平高度小于第二特征。

[0037] 需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂
直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0038] 基于网络分析仪进行插入损耗测试是评价信号完整性的常用方法，可以准确反应信号在传输过程中的损耗变化，从而达到精准有效对高速印制板电性能进行评价的目的；
在此测试过程中，如何通过高速印制板插损测试图形的合理设计，来规避噪声因子对印制
板信号完整性评价的影响，确保该测试能精确有效的监控印制板设计、板材选择以及制程
能力对印制板电性能产生的影响，是高速印制板信号完整性评价的关键一环。

[0039] 基于此，本申请提出了一种用于插损测试的测试板，旨在解决传统的测试板其自身的噪声因子对高速印制板信号完整性评价存在影响的问题。

[0040] 图1至图4为本申请中用于插损测试的测试板的一实施例的结构示意图，本申请一实施例提供的用于插损测试的测试板，测试板包括至少一层信号层，以及表层，每层信号层
沿其层叠方向的相邻上下层均为电地层，表层设置有至少一组焊盘组，焊盘组与信号层一
一对应，对于每层信号层，与其相应的焊盘组通过测试孔连接，每层信号层布置有至少一组
差分线，每组差分线包括第一信号线，以及沿差分线长度方向与第一信号线对称布置的第
二信号线，第一信号线以与差分线长度方向呈45°角的方向由对应的测试孔引出。测试板上
的一对差分线以及每根差分线两头相连接的四个SMA接口组成一个测试区；每对差分线分
布在对应的信号层，单根差分线以与水平方向呈45°角的方向由测试孔引出，单根差分线的
线宽以及一对差分线之间的最小间距，根据对应的高速印制成品板板内较为关注的高速信
号线的线宽以及间距设置，并且该对差分线所在信号层层数与该高速信号线在高速印制板
上的层数对应；每个SMA接口包括中心的一个测试孔，均匀分布在该测试孔四周的六个屏蔽
孔，以及水平分布在该测试孔左右两侧的两个安装孔，安装孔为NPTH孔，；为了进一步消除
测试板自身的噪声因子，在每层信号层的相邻上下层均设置有电地层，电地层采用覆铜设
计，仅在测试孔、安装孔位置设计隔离，测试孔的隔离环宽为0.225mm，安装孔的隔离环宽为
0.3mm；对于每层信号层，对应差分线的走线位置采用大铜皮挖空设计，要求挖空间距不小
于3.1mm，即差分线与相邻铜面的间距不小于3.1mm，其余位置覆铜。

[0041] 其中，测试孔的孔径按照对应的高速印制成品板板内最小孔确定，本实施例中，测试孔的孔径为0.3mm，环宽为0.15mm；安装孔6的孔径为1.6mm，其与测试孔的孔节距为
3.58mm，即安装孔中心与对应的测试孔中心之间的直线距离为3.58mm；屏蔽孔的孔径为
0.45mm，其与测试孔的孔节距1.2mm，即屏蔽孔中心与对应的测试孔中心的直线距离为
1.2mm；所有测试孔均采用背钻设计，背钻孔的孔径0.5mm，背钻不可贯穿层即为该测试孔所
对应的差分线所在层次。

[0042] 对于表层，设有多个与位于内层的信号层对应的测试区，每组差分线对应连接一个测试区；

[0043] 一组差分线包括两根信号线，即第一信号线与第二信号线，本实施例中第一信号线与第二信号线的线长均为100mm，即第一线段、第二线段与第三线段的线长之和为100mm，
第四线段、第五线段与第六线段之和为100mm；

[0044] 第一信号线包括沿其长度方向依次连接的第一线段、第二线段与第三线段，第二信号包括沿其长度方向依次连接的第四线段、第五线段与第六线段，第二线段与第五线段
均平行于差分线的长度方向。

[0045] 参阅图1，图1为本申请提出的测试板第一实施例的表层与单层信号层的布线叠加效果图，测试区包括：第一测试孔1、第二测试孔2、第三测试孔3、第四测试孔4、第一焊盘、第
二焊盘、第三焊盘与第四焊盘；第一测试孔1，其一端与第一焊盘连接，其另一端与第一线段
的对应端连接；第二测试孔2，其一端与第二焊盘连接，其另一端与第三线段的对应端连接；
第三测试孔3，其一端与第三焊盘连接，其另一端与第四线段的对应端连接；第四测试孔4，
其一端与第四焊盘连接，其另一端与第六线段的对应端连接；

[0046] 同一测试区内，第三测试孔3位于所述第一测试孔1的正下方，第一测试孔1中心与第三测试孔3中心沿竖直方向的直线距离为20mm；第四测试孔4位于第二测试孔2的正下方，
第二测试孔2中心与第四测试孔4中心沿竖直方向的直线距离为20mm；

[0047] 对于表层，一个测试区内第一测试孔1中心与另一相邻测试区内的第一测试孔1中心沿水平方向的直线距离为20mm，即相邻两个不同层次的测试区之间沿水平方向间隔20mm
布置。

[0048] 参阅图2，图2为图1中第一测试孔位置处的局部放大图，第一测试孔1的周围沿圆周均匀布置有数个屏蔽孔5，同时第一测试孔1的左右两侧设置有沿水平方向对称分布的安
装孔6，每个测试孔周围对应的屏蔽孔5与对应的安装孔6的布置形式均与第一测试孔1相
同。

[0049] 在一些实施例中，第一信号线与第二信号线的线长均为300mm。

[0050] 在一些实施例中，第一信号线与第二信号线的线长均为200mm。

[0051] 基于上述硬件条件，本申请还提出一种用于插损测试的测试方法，应用于如上任意一实施例中所说的测试板，测试方法包括：

[0052] 准备工作：准备测试仪器、多种尺寸规格的测试板，不同尺寸规格的测试板的层数与板宽相同，不同尺寸规格的测试板的板长不同，不同尺寸规格的测试板的差分线线长不
同，在一些实施例中，准备差分线线长分别为100mm、200mm的测试板，即一种测试板的第一
信号线与第二信号线的线长为100mm，另一种测试板的第一信号线与第二信号线的线长为
200mm，除差分线线长参数与测试板板长参数外，两种测试板的其余参数均相同；

[0053] 两张测试板随所要评估的高速印制板的制作流程进行加工制作；制作过程中背钻stub管控在0.3mm以内，以及差分线的线宽以及间距管控在±7％以内；

[0054] 制作测试条：测试条包括两张沿差分线长度方向拼接的不同尺寸规格的测试板，测试条旋转5°‑10°进行拼板；

[0055] 参阅图5，图5示出了本申请第一实施例与第二实施例中的测试板进行拼板时的示意图，在一些实施例中，将差分线线长100mm的测试板与差分线线长300mm的测试板旋转5°‑
10°进行拼板得到测试条，完成拼板后的测试条与水平方向或竖直方向的夹角为5°‑10°；

[0056] 测试条上未布线区域均设置屏蔽孔，屏蔽孔的孔径为0.45mm，相邻两个屏蔽孔的孔节距2.54mm，屏蔽孔在表层的对应位置铺设方形铜块，方形铜块的尺寸为1mm*1mm，在一
些实施例中，进行拼板的测试板之间需设计不低于2排的屏蔽孔；

[0057] 进行测试，测试仪器采用矢量网络分析仪，根据测试需求选择相应频段的矢量网络分析仪测试频域损耗S参数，将矢量网络分析仪的测试探头接触测试条表层的焊盘组，从
而通过测试孔导通连接至相应信号层的差分线，随后通过矢量网络分析仪读取各组差分线
对应的插入损耗值S21，对测试条同一层数的不同线长的差分线长度作差并取绝对值，得到
第一差值a，对测试条同一层数的不同线长的差分线对应的损耗值S21作差并取绝对值，得
到第二差值b，将第二差值b除以第一差值a，从而得到测试条的差分线单位线长的信号损
失。

[0058] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0059] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护
范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。