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PCB科技 - PCB電路板設計中經常忽略訊號失真的原因

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PCB科技 - PCB電路板設計中經常忽略訊號失真的原因

PCB電路板設計中經常忽略訊號失真的原因

2021-09-17
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Author:Jack

多年來, 工程師們已經開發出幾種方法來處理雜訊,這些雜訊會導致高速數位信號失真 PCB電路板設計. 隨著設計科技的與時俱進, 我們應對這些新挑戰的科技複雜性也在新增. 現時, 數位設計系統的速度以GHz為組織, 而這種速度所帶來的挑戰遠遠大於過去. 因為邊緣速率是以皮秒為組織量測的, 任何阻抗不連續, 電感或電容干擾會對訊號質量產生不利影響. 雖然有各種可能導致訊號干擾的源, 過孔是一個特殊且經常被忽視的來源.


PCB電路板設計

簡單通孔中的隱患

高密度互連(HDI), 高級計數 印刷電路板, 和 厚背板/中間板 通孔訊號將受到更多抖動的影響, 衰减, 和 更高的誤碼率((BER)), 導致數據在接收端損壞. 曲解.

以背板和子卡為例。 遇到阻抗不連續時,重點是這些板和母卡之間的連接器。 通常,這些連接器在阻抗方面非常匹配,不連續性實際上源於過孔。

隨著資料速率的新增, the amount of distortion caused by the plated through hole (PTH公司) via structure also increases-usually at an exponential rate that is much higher than the relevant data rate increment. 例如, a的變形 PTH公司公司 via at 6.25Gb/s通常是3時產生的失真的兩倍以上.125Gb/s.

底層和頂層上不需要的通孔存根擴展層的存在使得通孔顯示出較低的阻抗不連續性。 工程師克服這些過孔的額外電容的一種方法是最小化其長度,從而降低其阻抗。 這就是反鑽的起源。

使用反鑽科技

通過去除過孔殘留物,反鑽被廣泛認為是一種簡單有效的方法,可以最大限度地减小通道的訊號衰减。 這種技術被稱為固定深度鑽孔,它使用傳統的數控(NC)鑽孔設備。 同時,該科技可以應用於任何類型的電路板,而不僅僅是像背板這樣的厚板。

與原來的通孔相比,反向鑽孔方法中使用的鑽頭直徑略大,以便去除不必要的導線頭。 鑽頭通常比主鑽頭大8毫米,但許多製造商可以滿足更嚴格的規格。

應記住,跡線和平面之間的距離需要足够大,以確保反鑽孔程式不會穿透附近的跡線和平面。 為避免穿透痕迹和平面,建議間距為10mil。

一般來說,通過反鑽减少通孔存根的長度有很多好處,包括:

將確定性抖動降低幾個數量級,從而降低誤碼率。

通過改進阻抗匹配减少訊號衰减。

减少來自存根的電磁干擾/電磁相容性輻射,新增通道頻寬。

减少過孔之間的共振激勵模式和串擾。

與順序層壓相比,製造成本更低,設計和佈局影響最小化。

通過反鑽傳達設計意圖

隨著高密度互連和 高速設計 應用, 這種方法也帶來了可靠性問題. 其中一些問題包括缺乏設計指南, 製造公差, 以及如何確保設計意圖與製造組織進行良好溝通.

那麼,您如何確保您的製造商擁有背面鑽孔的目標通孔和電鍍通孔組件所需的所有資訊? 如何在整個設計過程中跟踪多層反鑽規範?

事實上,所需的非常簡單:一個簡單的視覺化配寘工具集成到設計規則中,允許您為所選對象指定不同的反鑽配寘。 然後,您可以讓軟件知道哪些過孔需要回鑽來幫助您完成工作。