L'actualité PCB - Capacité parasite et inductance poreuse

Le via lui - même a une capacité parasite parasite. Si l'on sait que le diamètre du film d'arrêt sur la couche de masse du via est D2, que le diamètre du plot du via est D1, que l'épaisseur de la carte PCB est t et que la permittivité diélectrique du substrat de la carte est ¦µ, la capacité parasite du via est approximativement la suivante:

C = 1,41 μtd1 / (D2 - D1)

La capacité parasite du via a pour effet principal sur le circuit de prolonger le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit. Par example, pour un PCB de 50 mil d'épaisseur, si le diamètre du plot de via est de 20 mil (le diamètre du trou est de 10 mil) et le diamètre du masque de soudure est de 40 mil, on peut alors approximer la capacité parasite du via par la formule ci - dessus approximativement:

C = 1,41x4,4x0050x0020 / (0040 - 0020) = 0,31pf

La variation du temps de montée induite par cette partie de la capacité est approximativement de:

T10 - 90 = 2.2c (Z0 / 2) = 2.2x0.31x (50 / 2) = 17.05ps

On voit à partir de ces valeurs que si l'effet du retard de montée induit par la capacité parasite d'un seul via n'est pas très prononcé, plusieurs via seront utilisés si le via est utilisé plusieurs fois dans la trace pour Commuter entre les couches, Le design doit être soigneusement réfléchi. Dans une conception pratique, il est possible de réduire la capacité parasite en augmentant la distance entre le via et la zone de cuivre (Plot anti - plot) ou en diminuant le diamètre du plot.

La capacité parasite et l'inductance parasite sont toutes deux présentes dans le via. Dans la conception de circuits numériques à grande vitesse, les dommages causés par une inductance parasite via ont tendance à être plus importants que les effets d'une capacité parasite. Son Inductance série parasite affaiblit la contribution du condensateur de dérivation, affaiblissant l'effet de filtrage de l'ensemble du système électrique. Nous pouvons utiliser la formule empirique suivante pour calculer simplement l'inductance parasite du via:

L = 5,08 H [Ln (4 h / j) + 1]

Où l désigne l'inductance du via, h la longueur du via et d Le diamètre du trou central. Il ressort de la formule que le diamètre du via a peu d'influence sur l'inductance, tandis que la longueur du via a le plus d'influence sur l'inductance. Toujours en utilisant l'exemple ci - dessus, l'inductance du via peut être calculée comme suit:

L = 5.08x0050 [Ln (4x0050 / 0010) + 1] = 1015nh

Si le temps de montée du signal est de 1 NS, son impédance équivalente est: XL = πl / T10 - 90 = 3,19 µm. Cette impédance ne peut plus être négligée lors du passage d'un courant haute fréquence; il est à noter en particulier qu'en reliant le plan d'alimentation et le plan de masse, le condensateur de dérivation doit traverser les deux Vias, de sorte que l'inductance parasite des Vias augmente exponentiellement.

Comment utiliser les trous

Grâce à l'analyse ci - dessus des caractéristiques parasitaires des porosités, nous pouvons voir que dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, les porosités apparemment simples ont tendance à avoir un impact négatif important sur la conception de circuits imprimés. Pour réduire les effets néfastes causés par les effets parasites des Vias, on peut faire ce qui suit dans la conception:

1. Considérez le coût et la qualité du signal ensemble, choisissez la taille raisonnable de trou de travers. Si nécessaire, vous pouvez envisager d'utiliser des trous traversants de différentes tailles. Par example, pour les surtrous d'alimentation ou de mise à la terre, on peut envisager d'utiliser des dimensions plus importantes pour réduire l'impédance, et pour les traces de signal, des surtrous plus petits. Bien entendu, à mesure que la taille du trou traversant diminue, le coût correspondent augmente également.

2. Les deux formules ci - dessus peuvent conclure que l'utilisation d'un PCB plus mince est bénéfique pour réduire les deux paramètres parasites du via.

3. Essayez de ne pas modifier le nombre de couches de la ligne de marche du signal sur la carte PCB, c'est - à - dire essayez de ne pas utiliser de trous excessifs inutiles.

4. Les broches de l'alimentation et du fil de terre doivent être percées à proximité, les broches entre les trous et les broches doivent être aussi courtes que possible. Pensez à forer plusieurs Vias en parallèle pour réduire l'inductance équivalente.

5. Placez quelques Vias de terre près des Vias de la couche de conversion de signal pour fournir le chemin de retour le plus proche pour le signal. Vous pouvez même placer des Vias de terre redondants sur votre PCB.

6. Pour les cartes PCB haute densité et haute vitesse, l'utilisation de micro - Vias peut être envisagée.