PCB科技 - 如何在PCB上穿通孔？

我找不到一個解釋，為什麼人們想沿著銅線（或印刷電路板上的任何地方）放置盡可能多的過孔（~ 50），這些過孔傳輸高頻RF（100 MHz到GHz）訊號。

在我的情况下，我的電路板的兩側都有兩個接地層（傾倒）。 我的直覺是，無論如何，通過過孔，你在兩個接地板之間創建了一個相互接地，這樣就沒有訊號沿著印刷電路板的邊緣從頂部接地板傳遞到底部接地板。

這是因為印刷電路板的週邊就像一個射頻洩漏電流回路。 為了使感應電流回路最小化，必須提供“快捷方式”，以便兩個平面可以直接接觸？ 我說得對嗎？

它與阻抗有關。 對於高頻訊號，如果您必須從一塊接地銅片到另一塊接地銅片走很長的距離，它將經歷高阻抗，囙此可能會產生電壓。 換句話說，對於高頻，除非有短路徑，否則GND不是真正的GND。 囙此，有時您需要添加過孔來將不同的GND銅線縫合在一起。

我認為一流的答案對我來說太過分了。 我有工作和家庭。 其基本思想是，如果返回電流必須沿著一條長路徑或繞過某個對象，則存在電感，即使路徑的直流電阻很低，路徑的阻抗在高頻下也會很高。

你實際上在談論兩件截然不同的事情。 其中之一是通過縫合，這是一種網格狀的過孔圖案。 您可能會看到兩個地平面連接在一起。

另一個是通過圍欄，這是一個完全圍繞射頻跡線所有側面的通孔，但可以終止於天線等的端部除外。

現在，在任何印刷電路板上，無論是攜帶DC還是5GHz訊號，接地板都可以與特定的常規圖案拼接在一起（在合理的範圍內，您可以根據自己的喜好進行此操作）。 它確保了任何可能被忽視的銅島實際上都被接地（發生在我們最好的地方），所有東西都有盡可能短的接地路徑，並且地面通常保持為地面。

現在，地面在高頻下不是一個特別有用的概念。 即使在直流電下，也會有接地回流流過接地層，銅也有一點電阻。 地面只是一個幻想，沒有一塊神奇的銅板在每一點都具有相同的電位。 接地僅僅意味著我們試圖保持接近相同的電位，成功程度不同，並選擇該電位作為電路其餘部分的0V參攷電壓。

然而，只要有任何電流開始流動，它就會在流過銅的電流上產生一個電壓，這既可以分散電流，也可以使我們的地面“反彈”，這取決於您所看到的印刷電路板的哪個部分，以及。。。 沒有什麼真正具有相同的潜力。 甚至是地面。 縫紉被認為是一種“最佳實踐”，並通過低成本的管道確保地面的一部分和另一部分之間的電壓和電勢更緊密地耦合。

就像他們說的，你永遠不會有太多的接地引脚。 它也適用於接地過孔。

過孔的另一個重要用途是熱效能。 過孔作為一種非常好的熱導體，肯定比FR4好得多。 每當使用過孔進行熱性能測試時，您通常會看到它們的包裝盡可能合理，覆蓋一塊銅板，當電路板通電時，銅板會燒壞。 即使在較溫和的要求中，幾乎總是最好有一個更緊密的印刷電路板，具有較少的熱耦合。 如果印刷電路板上的溫度更相似，那麼隨溫度漂移的所有東西（幾乎電路板上的所有東西）都會一起漂移。

現在，對於RF板，情况有所不同。 換言之，回流不再給地平面帶來麻煩。 在低頻情况下，我們的接地回路電流會稍微擴散，並採用最短的幾何路徑來達到最低電位（使我們的接地層接地的東西，如電源的接地、電池）。

在均勻和中等頻率下，接地回路電流由阻抗的無功分量控制。 複阻抗的電抗（虛部）是阻抗的度量。 這是因為電路中的各種元件以給定的速率存儲能量。 與電阻（實際）分量相比，電阻（實際）分量只是由能量消耗引起的阻抗。 一定比例。

電抗與頻率有關，因為儲存的能量不僅會消失，還會返回電路，而某個物體擺動的速度將决定在它到達並隨著下一次擺動釋放之前儲存的時間（囙此需要多少能量）。

電抗總是由儲存在電場或磁場中的兩種能量產生的。 電容和電感是衡量在電場或磁場中儲存能量能力的唯一名額。 現在一切都開始恢復了，不是嗎？

電流將沿著阻抗最小的路徑。 隨著頻率的新增，我們的返回電流需要最小化正電流和接地返回電流之間形成的電感和電容。 它希望最大限度地减少寄生蟲所能儲存的能量。

我們的接地電流將盡可能直接在原始電流路徑下流動。

正如您所見，100MHz對我們提供的漂亮的短接地路徑不感興趣。 事實上，它完全忽略了它們。

這就是為什麼RF板上的通孔縫合和柵欄與與地面或保持良好接地電位相關的完全不同。 是的，我終於要回答你的問題了！

300千兆赫以下的電磁波，我們通常稱之為無線電波，是電荷載體加速的結果。 每當任何電荷載體被加速時，就會發出電磁波。 由於一些嚴重的物理現象超出了這個範圍，它將包含一些能量、動量和角動量，而輻射正好可以保存它們。 當然，它可以與長距離載流子相互作用，這種動量、角動量和能量可以轉移回其他載流子，從而加速它們。 當然，這是所有無線電科技的物理基礎。

要加速電荷載體，它必須是移動的。 換句話說，我們需要命令。

這裡可怕的事實是，一切導電的東西都是天線，很快就會輻射並接收幾乎所有的頻率，高到足以使波長小到適合導體的程度。

我們唯一真正的防禦措施是使我們所有的傳導路徑都太短，無法在感興趣的頻率下成為有效的散熱器。

囙此，最佳實踐是切換射頻板上的任何銅澆注，其中通孔間距至少為目標最高頻率的»»/10，即»/10。 最小的。 如果可能，您真的希望以網格模式對準過孔中的λ/20節距。

這就把我們帶到了最可怕的部分，可以說是最重要的刺激，也是超車柵欄背後的主要驅動力：沒有任何東西是由電荷載體引導的。。。

… 是一種偉大的電磁波導。

這是正確的，我們稱之為絕緣體、電介質的一切，包括真空或美麗的PTFE電線絕緣層或我們的印刷電路板 FR4層壓板，它們都是電流的導體，但對電磁波來說是。 它們是電磁波的導體。 另一方面，導體是電磁波的絕緣體（反射器可能是更好的類比）。

如果你有有線電視或互聯網，你就熟悉那些75ΩRG6或RG59同軸電纜，它們承載並使其工作。 查看橫截面，您將看到遮罩編織線和單中心導體之間的白色資料。 那是一種絕緣泡沫。 沿著電纜傳輸的訊號不是由銅導線傳輸的，而是由白色泡沫傳輸的。 同軸電纜不是傳統的舊導電電纜。 同軸電纜是波導管。

當頻率變得足够高，以至於波長與 印刷電路板, 你必須進行一場持久的鬥爭，將所有這些電磁波封存起來，並將它們轉移到你想讓它們去的地方，而不是你不想去的地方. 位置. 它們會很高興地穿過你的 印刷電路板, FR4材質, 一直到電路板的側面, 像地獄般的小蝙蝠.

你的兩個地面將是優秀的波導！ 它們會在離開電路板一側的過程中反彈，並可能直接進入FCC認證中使用的射頻量測設備，您將失敗。

囙此，我們鋪設的過孔的網格間距比我們需要擔心的最短波長要窄。 不低於10，但優於20。 就像微波門上的格栅一樣，這些過孔包裝得太緊，這樣這些波就不會漏出。

通過圍欄也是出於同樣的原因，但通常是因為我們實際上是在試圖輻射一些波，但我們想把它們封存起來，直到它們能够通過某種天線功能或我們想要的任何管道逃逸。 在正常情况下，圍欄也可以用作波導管的外部部件，如果需要，也可以像扁平同軸電纜一樣。 除了仔細計算微帶的剝離尺寸外，間隙也很重要。

在任何情况下，你問題的最終答案是：所有這些篩檢程式都要不斷搖晃。