Technologie PCB - Caractéristiques parasites de perçage PCB points clés

Dans l'industrie des plaques de réplication de PCB, le coût du perçage d'une carte PCB est généralement de 30 à 40% du coût d'une carte PCB, et le perçage est l'un des composants importants d'un PCB multicouche. En bref, chaque trou dans un PCB peut être appelé un trou de travers.

Les perçages se comportent sur la ligne de transmission comme des points de coupure avec des discontinuités d'impédance, ce qui entraînera une réflexion du signal. Typiquement, l'impédance équivalente d'un trou traversant est inférieure d'environ 12% à l'impédance équivalente d'une ligne de transmission. Par example, l'impédance d'une ligne de transmission de 50 ohms diminuera de 6 ohms lors du passage d'un perçage (en particulier, cela est lié à la taille et à l'épaisseur du perçage et non à une réduction absolue). Cependant, la réflexion induite par l'impédance discontinue du via est pratiquement négligeable et son coefficient de réflexion n'est que de: (44 - 50) / (44 + 50) = 0,06. Les problèmes causés par la porosité excessive sont davantage concentrés sur les capacités et les inductances parasites. Impact

Les Vias ont eux - mêmes une capacité parasite parasite. Si l'on connaît le diamètre D2 du masque de soudure sur la couche de masse sur les trous, le diamètre D1 du plot sur les trous, l'épaisseur t de la carte PCB et la constante diélectrique for Island du substrat de la carte, La capacité parasite de la porosité est similaire à: C = 1,41 µ la capacité parasite de la porosité 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 perçage est de 20 mil (le diamètre du trou est de 10 mil) et le diamètre du masque de soudure est de 40 mil, le parasitisme du perçage peut être approximé par la formule ci - dessus.

Les variations de temps de montée induites par cette partie de la capacité sont approximativement:

On voit à partir de ces valeurs que, bien que l'effet du retard de montée induit par la capacité parasite d'un seul sur - trou ne soit pas très prononcé, plusieurs sur - trous seront utilisés si plusieurs sur - trous sont utilisés dans la trace pour Commuter entre les couches, Le design doit être soigneusement considéré. Dans une conception pratique, il est possible de réduire la capacité parasite en augmentant la distance entre les trous et les zones de cuivre (contre - Plots) ou en diminuant le diamètre des plots.

Il existe une capacité parasite et une inductance parasite dans la porosité. Dans la conception de circuits numériques à grande vitesse, les dommages causés par l'inductance parasite de la porosité ont tendance à être plus importants que les effets de la capacité parasite. Son Inductance série parasite affaiblit la contribution du condensateur de dérivation, affaiblissant l'effet de filtrage de l'ensemble du système électrique. La formule empirique suivante peut être utilisée pour calculer simplement l'inductance parasite des pores:

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

Si le temps de montée du signal est de 1 NS, l'impédance équivalente est: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. Cette impédance ne peut plus être ignorée lorsqu'elle est parcourue par un courant haute fréquence. Il convient de noter en particulier que lors de la connexion du plan d'alimentation et du plan de masse, le condensateur de dérivation doit passer par deux Vias, De sorte que l'inductance parasite de la porosité va augmenter exponentiellement.

Grâce à l'analyse ci - dessus des caractéristiques parasitaires de la porosité excessive, il apparaît que dans la conception de PCB à grande vitesse, une porosité apparemment simple a tendance à avoir un impact négatif important sur la conception du circuit. Afin de réduire les effets néfastes causés par les effets parasites des porosités excessives, on peut réaliser dans la conception:

ï¼ choisissez une taille raisonnable par la taille en tenant compte du coût et de la qualité du signal. Si nécessaire, vous pouvez envisager d'utiliser des pores 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, au fur et à mesure que la taille des surpuits diminue, les coûts correspondants augmentent également.

ï¼ les deux formules discutées ci - dessus permettent de conclure que l'utilisation d'un PCB plus mince permet de réduire les deux paramètres parasites de la porosité excessive.

ï¼ essayez de ne pas modifier les couches des traces de signal sur la carte PCB, c'est - à - dire essayez de ne pas utiliser de trous excessifs inutiles.

ï¼ les broches de l'alimentation et de la mise à la terre doivent être percées à proximité et les broches entre les trous et les broches doivent être aussi courtes que possible. Pensez à jouer plusieurs pores en parallèle pour réduire l'inductance équivalente.

ï¼ placez des Vias à la masse près des Vias de la couche de changement de signal, fournissant au signal le chemin de retour le plus proche. Vous pouvez même placer des trous de mise à la terre redondants sur votre PCB.

¼ pour les cartes PCB haute densité et haute vitesse, l'utilisation de micro - porosités peut être envisagée.

PCB Replication Board est une étude inversée. Comme pour la conception de PCB, les problèmes mentionnés ci - dessus existent.