PCB科技 - PCB電路板過孔的寄生電容

通孔本身對地具有寄生電容. 如果已知通孔接地層上的隔離孔直徑為D2, 通孔墊的直徑為D1, 厚度 PCB電路板 是T, 襯底介質為常熟isε, 然後，通孔的寄生電容大致如下：

C=1.41εTD1/（D2-D1）

通孔寄生電容對電路的主要影響是延長訊號的上升時間並降低電路速度。 例如，對於厚度為50Mil的PCB，如果內徑為10Mil，過孔的焊盤直徑為20Mil，焊盤和接地銅區域之間的距離為30Mil，那麼我們可以使用上述公式的近似值來計算過孔的寄生電容：

C=1.41x4.4x0.05x0.02/（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）=2.2x0.517x（55/2）=31.28ps。 從這些值可以看出，雖然單個過孔的寄生電容引起的上升延遲的影響不明顯，但如果在軌跡中多次使用過孔來在層之間切換，設計者仍應仔細考慮。

一是通孔的寄生電感

類似地，過孔中存在寄生電容和寄生電感。 在高速數位電路的設計中，過孔的寄生電感引起的損壞往往大於寄生電容的影響。 其寄生串聯電感將削弱旁路電容器的貢獻，並削弱整個電力系統的濾波效果。 以下公式可用於簡單計算通孔的寄生電感：

L=5.08h[1n（4h/d）+1]，其中L表示通孔的電感，h是通孔的長度，d是中心孔的直徑。 從公式中可以看出，通孔直徑對電感的影響較小，通孔長度對電感的影響最大。 仍然使用上述示例，通孔的電感可以計算為：

L-5.08x0.050[1n（4x0.050/0.010）+1]=1.015nH。 如果訊號的上升時間為1ns，則其等效阻抗為：XL=L/T10-90=3.19Î）。 當高頻電流通過時，這種阻抗不再可以忽略。 需要特別注意的是，在連接電源面和接地層時，旁路電容器需要穿過兩個過孔，囙此過孔的寄生電感將呈指數級新增。

2. Via設計 高速PCB

通過以上對過孔寄生特性的分析可以看出，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往會給電路設計帶來很大的負面影響。 為了减少過孔寄生效應引起的不利影響，可以在設計中執行以下操作：

1、考慮成本和訊號質量，通過尺寸選擇合理的尺寸。 例如，對於6-10層記憶體模組PCB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减少阻抗。

2. 上述兩個公式可以得出結論，使用稀釋劑 PCB有益 减少過孔的兩個寄生參數.

3.PCB板上的訊號軌跡不應盡可能多地改變，也就是說，儘量不要使用不必要的過孔。

4、電源和接地引脚應在附近鑽孔。 通孔和引脚之間的引線越短越好，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。

5、在訊號層轉換的過孔附近放置一些接地過孔，為訊號提供最近的回路。 甚至可以在印刷電路板上放置大量更多的接地過孔。 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，有時可以减少甚至删除某些層的焊盤。 特別是在過孔密度非常高的情况下，可能會形成一個槽，將銅層中的環路分隔開來。 為了解决這個問題，除了移動過孔的位置外，還可以考慮將過孔放置在銅層上。 襯墊尺寸减小。