Новости PCB - печатных плат анализ и внимание

В индустрии производства копировальных плат стоимость сверления отверстий на печатные платы обычно составляет от 30 до 40 % стоимости печатных плат, а отверстия являются одним из важных компонентов многослойной печатные платы.Короче говоря,каждое отверстие на печатной плате можно назвать проходом.

 Виа выглядят как точки разрыва импеданса в линии передачи, что вызывает отражение сигнала. В общем, эквивалентный импеданс виаса примерно на 12% ниже, чем у линии передачи. Например, импеданс линии передачи 50 Ом уменьшится на 6 Ом при прохождении через переход (конкретно, он связан с размерами и толщиной проходного отверстия,а не абсолютным уменьшением). Однако отражение, вызванное разрывным импедансом канала,на самом деле очень мало. Коэффициент отражения составляет всего: (44-50)/(44+50)=0.06. Проблемы, вызванные проходом,в большей степени связаны с паразитной емкостью и индуктивностью. Влияние.

Сама виа имеет паразитную паразитную емкость.Если известно,что прокладка соединяет слой с приваренным шаблоном диаметром D2, диаметр прокладки D1, толщина панели печатных плат D1, а диэлектрическая проницаемость подложки платы ε, то величина паразитной паразитной емкости для прокладки аналогична: C = 1.41. Основной эффект паразитной емкости при отключении ISS на схеме заключается в увеличении времени нарастания сигнала и снижении скорости работы схемы. Например, печатная плата толщиной 50 мил, если диаметр площадки для прохода составляет 20 мил (диаметр отверстия - 10 мил), диаметр паяльной маски - 40 мил, то мы можем приблизительно рассчитать сквозное отверстие по приведенной выше формуле Паразитная емкость равна примерно:

Величина изменения времени нарастания, вызванная этой частью емкости, равна приблизительно:

Исходя из этих значений, можно отметить, что, хотя влияние паразитной емкости одного виа на задержку нарастания не очевидно, если виа используется несколько раз в трассе для переключения между слоями, проектирование требует тщательного рассмотрения. В реальной конструкции паразитная емкость может быть уменьшена за счет увеличения расстояния между виа и медной площадкой (Anti-pad) или уменьшения диаметра площадки.

Паразитная емкость и паразитная индуктивность. При проектировании высокоскоростных цифровых схем вред от паразитных индуктивностей виа часто превышает влияние паразитной емкости. Паразитная последовательная индуктивность ослабляет вклад блокированной емкости, ослабляя эффект фильтрации всей системы питания. Мы можем использовать следующую эмпирическую формулу для простого расчета паразитной индуктивности виа:

Где L - индуктивность канала, H - длина проходного отверстия, D - диаметр центрального отверстия. Из формулы видно, что диаметр проходного отверстия оказывает незначительное влияние на индуктивность, длина проходного отверстия больше всего влияет на индуктивность. Используя приведенный выше пример, индуктивность канала можно рассчитать как:

Если время нарастания сигнала составляет 1нс, то его эквивалентный импеданс равен:XL=πL/T10-90=3,19Ω. Такой импеданс уже нельзя игнорировать при прохождении высокочастотных токов.Особое внимание следует обратить на то, что шунтирующий конденсатор должен пройти через два виаса при соединении плоскости питания и плоскости заземления,поэтому паразитная индуктивность виасов будет расти экспоненциально.

Благодаря приведенному выше анализу паразитных характеристик виа, мы видим, что при проектировании высокоскоростной печатные платы,казалось бы, простые виа часто оказывают большое негативное влияние на схемотехнику. В целях уменьшения негативного воздействия паразитного эффекта при проектировании можно сделать следующее:

Учитывая стоимость и качество сигнала,выберите разумный размер виа.При необходимости можно рассмотреть возможность использования различных размеров отверстий.Например, для силовых или заземляющих виа можно использовать виа большего размера,чтобы уменьшить импеданс,а для сигнальных трасс - виа меньшего размера.Разумеется,при уменьшении размера проходного отверстия соответствующая стоимость увеличится.

. Из двух формул,рассмотренных выше, можно сделать вывод,что использование более тонкой печатной платы выгодно для уменьшения двух паразитных параметров сквозных отверстий.

. Старайтесь не менять слои сигнальных трасс на печатных плат,то есть старайтесь не использовать лишние виа.

. Штырьки питания и земли должны быть просверлены рядом,а провод между виа и штырьком должен быть как можно короче.Рассмотрите возможность параллельного сверления нескольких виа для уменьшения эквивалентной индуктивности.

. Разместите несколько заземленных виа рядом с виа слоя изменения сигнала, чтобы обеспечить ближайший обратный путь для сигнала.Можно даже разместить на печатные платы несколько резервных заземляющих проходов.

. Для высокоскоростных печатных плат с высокой плотностью можно рассмотреть возможность использования микропереходов.