Teknik PCB - Awak tahu rancangan melalui PCB kelajuan tinggi?

Dalam rekaan PCB kelajuan tinggi, PCB berbilang lapisan sering diperlukan, dan vias adalah faktor penting dalam rekaan PCB berbilang lapisan. Hari ini, Banermei dan semua orang akan belajar tentang melalui desain dalam PCB kelajuan tinggi.

Kesan vias dalam PCB kelajuan tinggi

Dalam papan pelbagai lapisan PCB kelajuan tinggi, penghantaran isyarat dari satu lapisan garis sambungan ke lapisan lain garis sambungan perlu disambung melalui laluan. Apabila frekuensi lebih rendah daripada 1GHz, vias boleh bermain peran yang baik dalam sambungan. Kapensiensi parasitik dan induktannya boleh diabaikan.

Apabila frekuensi lebih tinggi dari 1 GHz, kesan parasit melalui tidak boleh diabaikan pada integriti isyarat. Pada masa ini, laluan muncul sebagai titik putus dengan impedance berhenti pada laluan pemindahan, yang akan menyebabkan refleksi isyarat, lambat, dan kelemahan. Dan masalah integriti isyarat lain.

Apabila isyarat dihantar ke lapisan lain melalui lubang, lapisan rujukan garis isyarat juga berkhidmat sebagai laluan kembali isyarat lubang, dan arus kembali akan mengalir diantara lapisan rujukan melalui sambungan kapasitif dan menyebabkan masalah seperti lompatan tanah.

Jenis melalui

Laluan biasanya dibahagi ke tiga kategori: melalui lubang, lubang buta dan lubang terkubur.

Lubang buta: Ia ditempatkan pada permukaan atas dan bawah papan sirkuit cetak dengan kedalaman tertentu dan digunakan untuk sambungan sirkuit permukaan dan sirkuit dalaman di bawah. Kedalaman lubang dan diameter lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu.

Lubang terkubur: merujuk ke lubang sambungan yang terletak di lapisan dalaman papan sirkuit cetak, yang tidak berlangsung ke permukaan papan sirkuit.

Melalui lubang: Jenis lubang ini melewati seluruh papan sirkuit dan boleh digunakan untuk sambungan dalaman atau sebagai lubang pemasangan komponen. Oleh kerana melalui lubang lebih mudah untuk dilaksanakan dalam proses dan biaya lebih rendah, mereka biasanya digunakan pada papan sirkuit cetak.

Kapensiensi parasitik melalui

Melalui diri sendiri mempunyai kapasitas parasit ke tanah. Jika diameter lubang pengasingan pada lapisan tanah melalui adalah D2, diameter pad melalui adalah D1, tebal PCB adalah T, dan konstan dielektrik substrat papan adalah ε, maka kapasitas parasit melalui adalah sama dengan:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Kesan utama kapasitas parasit melalui lubang pada litar adalah untuk memperpanjang masa naik isyarat dan mengurangkan kelajuan litar. Semakin kecil nilai kapasitasi, semakin kecil kesan.

Induktan parasitik vias

Melalui dirinya sendiri mempunyai induksi parasit. Dalam rancangan sirkuit digital kelajuan tinggi, kerosakan disebabkan oleh induktan parasit melalui sering lebih besar daripada pengaruh kapasitas parasit. Induktan siri parasit melalui akan melemahkan fungsi kondensator bypass dan melemahkan kesan penapisan seluruh sistem kuasa. Jika L merujuk kepada induktan laluan, h ialah panjang laluan, dan d ialah diameter lubang tengah, induktan parasit laluan adalah sama dengan:

L=5.08hï¼»ln(4h/d) 1ï¼½

Ia boleh dilihat dari formula bahawa diameter melalui mempunyai pengaruh kecil pada induktan, dan panjang melalui mempunyai pengaruh terbesar pada induktan.

Melalui desain dalam PCB kelajuan tinggi

Dalam rancangan PCB kelajuan tinggi, kelihatan vias sederhana sering membawa kesan negatif besar kepada rancangan sirkuit. Untuk mengurangi kesan negatif yang disebabkan oleh kesan parasit vias, perkara berikut boleh dilakukan dalam rancangan:

(1) Pilih yang masuk akal melalui saiz. Untuk rancangan PCB densiti umum berbilang lapisan, lebih baik menggunakan butang 0.25mm/0.51mm/0.91mm (lubang/pads/kawasan isolasi POWER); untuk beberapa PCB yang padat tinggi, 0.20mm/0.46 juga boleh digunakan Untuk botol mm/0.86mm, anda juga boleh cuba botol yang tidak melalui; untuk kuasa atau butang tanah, anda boleh pertimbangkan menggunakan saiz yang lebih besar untuk mengurangi impedance;

(2) Semakin besar kawasan isolasi POWER, semakin baik, mempertimbangkan ketepatan melalui PCB, biasanya D1=D2+0.41;

(3) Jejak isyarat pada PCB tidak patut diubah sebanyak yang mungkin, yang bermakna bahawa botol patut dikurangkan sebanyak yang mungkin;

(4) Penggunaan PCB yang lebih tipis menyebabkan mengurangi dua parameter parasit melalui;

(5) Kuasa dan pins tanah seharusnya dekat dengan vias. Semakin pendek petunjuk antara vias dan pins, semakin baik, kerana mereka akan meningkatkan induktan. Pada masa yang sama, kuasa dan tanah memimpin seharusnya sebisak mungkin untuk mengurangi impedance;

(6) Letakkan beberapa butang pendaratan dekat butang lapisan isyarat untuk menyediakan gelung jarak pendek untuk isyarat.

Selain itu, panjang laluan juga adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi induktan laluan. Untuk botol yang digunakan untuk lapisan atas dan bawah, panjang laluan sama dengan tebal PCB. Sebab peningkatan terus menerus nombor lapisan PCB, tebal PCB sering mencapai lebih dari 5 mm. Bagaimanapun, dalam rancangan PCB kelajuan tinggi, untuk mengurangi masalah disebabkan vias, panjang vias biasanya dikawal dalam 2.0 mm. Untuk vias dengan panjang lebih dari 2.0 mm, - kontinuiti melalui impedance boleh diperbaiki ke suatu darjah tertentu dengan meningkatkan terbuka melalui. Apabila panjang melalui adalah 1,0 mm atau kurang, yang terbaik melalui diameter lubang adalah 0,20 mm-0,30 mm.