PCB科技 - PCB電路板通孔對訊號傳輸的影響

Via是 多層印刷電路板電路板, 而鑽探成本通常占 印刷電路板製造. 簡單地說, 上的每個孔 印刷電路板 可以稱為via.

1、過孔寄生電容

通孔本身對地具有寄生電容. 如果已知通孔接地層上隔離孔的直徑為D2., 通孔墊的直徑為D1, 厚度 印刷電路板板 is T, 板基板的介電常數為µ, 通孔寄生電容的大小約為：C=1.4.1µTD1/(D2-D1) The parasitic capacitance of the via will cause the circuit to prolong the rise time of the signal and reduce the speed of the circuit. 例如, 對於 印刷電路板 厚度為5.0Mil, 如果使用內徑為10Mil、焊盤直徑為20Mil的過孔, 焊盤與接地銅面積的距離為3.2Mil, 然後，我們可以使用上述公式近似過孔寄生電容大致為：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, 這部分電容引起的上升時間變化為：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28便士. 從這些值可以看出，雖然單個通孔寄生電容引起的上升延遲的影響不明顯, 如果在跟踪中多次使用過孔以在層之間切換, 設計師仍應仔細考慮.

第二，過孔的寄生電感

類似地, 存在寄生電容和過孔. 在設計中 高速數位電路, 過孔寄生電感造成的損壞通常大於寄生電容的影響. 其寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻，削弱整個電力系統的濾波效果. 我們可以簡單地用以下公式計算過孔的近似寄生電感：L=5.08h[ln(4h/d)+1] where L refers to the inductance of the via, h是通孔的長度, d是孔的中心直徑. 從公式中可以看出，通孔直徑對電感的影響很小, 通孔長度對電感的影響最大. 仍在使用上述示例, 通孔的電感可計算為：L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015 NH. 如果訊號上升時間為1ns, 則其等效阻抗為：XL=ÏÌL/T10-90=3.19Ω. 當高頻電流通過時，這種阻抗不再可以忽略. 在連接電源面和接地層時，應特別注意旁路電容器需要通過兩個過孔, 這樣過孔的寄生電感將成倍新增.

3. Via 設計 in 高速印刷電路板

通過以上對過孔寄生特性的分析, we can see that in 高速印刷電路板設計, 看似簡單的通孔通常會給 電路設計. 為了减少過孔寄生效應造成的不利影響, the following can be done in the 設計:

1、綜合考慮成本和訊號質量，選擇合理的通孔尺寸。 例如，對於6-10層記憶體模組印刷電路板設計，最好使用10/20Mil（鑽孔/焊盤）過孔。 對於一些高密度小型電路板，也可以嘗試使用8/18密耳。 洞 在當前技術條件下，很難使用較小的過孔。 對於電源或接地過孔，可以考慮使用更大的尺寸來降低阻抗。

2、以上討論的兩個公式可以得出結論，使用更薄的印刷電路板有助於减少過孔的兩個寄生參數。

電源和接地引脚應在附近鑽孔，通孔和引脚之間的引線應盡可能短，因為它們會新增電感。 同時，電源和接地線應盡可能厚，以减少阻抗。

4、儘量不要改變印刷電路板板上訊號跡線的層數，即儘量不要使用不必要的過孔。

5. 在訊號層的過孔附近放置一些接地過孔，為訊號提供最近的環路. 甚至可以在 印刷電路板板. 當然, 設計需要靈活. 前面討論的過孔模型是每層上都有焊盤的情况. 有時, 我們可以减少甚至移除某些層的焊盤. 尤其是過孔密度非常高時, 這可能會導致形成一個斷開槽，將銅層中的線圈隔開. 解决這個問題, 除了移動過孔的位置, 我們還可以考慮在銅層上放置通孔. 焊盤尺寸减小.