TDR 時域反射儀
隨著電子產品朝向高速傳輸、高頻訊號與高密度封裝發展,傳輸線的阻抗控制已成為影響訊號完整性的關鍵因素,若電路板或封裝內部的導線、焊點或介面出現阻抗不連續現象,將可能導致訊號反射、訊號失真甚至系統失效。
時域反射儀(Time Domain Reflectometry, TDR)是一種利用電訊號反射特性進行阻抗量測與故障定位的分析技術。透過向傳輸線輸入高速階梯訊號,並分析反射回來的訊號波形,可準確判斷傳輸線中阻抗變化的位置與程度。TDR 技術廣泛應用於PCB 傳輸線阻抗量測、IC 封裝訊號完整性分析、高速通訊模組檢測、導線與互連結構故障定位。
當電訊號沿著傳輸線傳播時,若傳輸路徑中的阻抗出現變化,例如開路、短路或材料不連續,部分訊號會被反射回訊號來源端,而另一部分訊號則持續向前傳輸,時域反射技術即是利用此物理特性進行量測,TDR 系統會向待測傳輸線發送一個快速上升的階梯電壓訊號,並同步量測反射訊號的電壓變化。透過分析反射訊號的幅度與時間差,可推算出傳輸線中的阻抗分佈情形。
由於訊號在傳輸線中的傳播速度為已知值,因此反射訊號返回的時間可用來計算缺陷距離,TDR 不僅能判斷是否存在阻抗異常,還能精確定位缺陷位置,分析傳輸線阻抗不匹配、PCB trace 開路或短路、封裝互連結構異常、高速訊號通道失真等問題。
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圖|DR 量測是透過探針與測試點接觸來完成,對於 PCB 或模組產品,可直接使用探針接觸測試點進行量測;對於微電子或封裝結構,則可利用微探針系統進行精細訊號測試。
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圖|TDR 量測結果以阻抗曲線形式呈現,理想的傳輸線應維持穩定且平滑的阻抗曲線;若曲線出現明顯突變,則代表傳輸線中可能存在結構異常或材料不連續,可判斷傳輸線阻抗變化、訊號反射強度、不同樣品之品質差異等。
TDR 通常會與其他非破壞檢測技術搭配使用,如超音波掃瞄顯微術 (Scanning Acoustic Tomography, SAT) 及 X 光顯微術 (X-ray microscopy),進行更精確的故障定位分析。
TDR 技術主要應用於高速訊號傳輸與電子互連結構的品質評估,在 PCB 與封裝設計中,訊號完整性問題常與傳輸線阻抗控制有關,因此 TDR 成為工程師評估設計品質的重要工具。
- PCB 與高速電路:傳輸線阻抗量測、PCB trace 缺陷定位、高速訊號完整性分析
- IC 封裝與模組:封裝基板互連結構檢測、Bump 或 Wire 接觸品質評估
- 高速通訊產品:高速資料傳輸通道分析、SerDes 與高速介面訊號評估
閎康科技長期深耕半導體與電子材料分析領域,建立完整的電性分析與材料分析平台,能夠為客戶提供高精度且高效率的故障定位服務。在 TDR 分析具備高速訊號阻抗量測能力,透過分析反射訊號的時間差與振幅變化,追蹤傳輸線中阻抗異常的位置,如開路、短路、阻抗不匹配等問題,精確定位 PCB 與封裝結構中的缺陷位置,整合 SAT、X-ray、SEM 等分析技術,提供從電性定位到材料分析的完整解決方案,協助客戶快速找出產品失效原因並優化產品設計。

圖|TDR 故障定位分析