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PCB線路板過(guò)孔對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懽饔?/span>

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發(fā)表于 2017-1-8 00:22:26 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

過(guò)孔(via)是多層[url=]PCB[/url]的重要組成部分之一,鉆孔的費(fèi)用通常占PCb制板費(fèi)用的30%到40%。簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái),PCB上的每一個(gè)孔都可以稱之為過(guò)孔。

一、過(guò)孔的寄生電容

過(guò)孔本身存在著對(duì)地的寄生電容,如果已知過(guò)孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過(guò)孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數(shù)為ε,則過(guò)孔的寄生電容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)過(guò)孔的寄生電容會(huì)給電路造成的主要影響是延長(zhǎng)了信號(hào)的上升時(shí)間,降低了電路的速度。舉例來(lái)說(shuō),對(duì)于一塊厚度為50Mil的PCB板,如果使用內(nèi)徑為10Mil,焊盤直徑為20Mil的過(guò)孔,焊盤與地鋪銅區(qū)的距離為32Mil,則我們可以通過(guò)上面的公式近似算出過(guò)孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,這部分電容引起的上升時(shí)間變化量為:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。從這些數(shù)值可以看出,盡管單個(gè)過(guò)孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯,但是如果走線中多次使用過(guò)孔進(jìn)行層間的切換,設(shè)計(jì)者還是要慎重考慮的。

二、過(guò)孔的寄生電感

同樣,過(guò)孔存在寄生電容的同時(shí)也存在著寄生電感,在高速[url=]數(shù)字電路[/url]的設(shè)計(jì)中,過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會(huì)削弱[url=]旁路電容[/url]的貢獻(xiàn),減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。我們可以用下面的公式來(lái)簡(jiǎn)單地計(jì)算一個(gè)過(guò)孔近似的寄生電感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過(guò)孔的電感,h是過(guò)孔的長(zhǎng)度,d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出,過(guò)孔的直徑對(duì)電感的影響較小,而對(duì)電感影響最大的是過(guò)孔的長(zhǎng)度。仍然采用上面的例子,可以計(jì)算出過(guò)孔的電感為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH。如果信號(hào)的上升時(shí)間是1ns,那么其等效阻抗大小為:XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有[url=]高頻電流[/url]的通過(guò)已經(jīng)不能夠被忽略,特別要注意,[url=]旁路電容[/url]在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過(guò)兩個(gè)過(guò)孔,這樣過(guò)孔的寄生電感就會(huì)成倍增加。

聯(lián)興華電子專業(yè)深圳[url=]pcb線路板[/url]廠家,公司成立于2005年,是一家以生產(chǎn)批量。樣板及快板PCB為主的企業(yè),提供單面pcb線路板、雙面pcb線路板、pcb[url=]多層線路板[/url]、PCB線路板制作生產(chǎn),[url=]PCB線路板[/url]產(chǎn)品等快速打樣、深圳電路板制作17年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

三、高速PCB中的過(guò)孔設(shè)計(jì)

通過(guò)上面對(duì)過(guò)孔寄生特性的分析,我們可以看到,在高速pcb設(shè)計(jì)中,看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的負(fù)面效應(yīng)。為了減小過(guò)孔的寄生效應(yīng)帶來(lái)的不利影響,在設(shè)計(jì)中可以盡量做到:

1、從成本和信號(hào)質(zhì)量?jī)煞矫婵紤],選擇合理尺寸的過(guò)孔。比如對(duì)6-10層的內(nèi)存模塊PCB設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),選用10/20Mil(鉆孔/焊盤)的過(guò)孔較好,對(duì)于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使用8/18Mil的過(guò)孔。目前技術(shù)條件下,很難使用更小尺寸的過(guò)孔了。對(duì)于電源或地線的過(guò)孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗。

2.上面討論的兩個(gè)公式可以得出,使用較薄的PCB板有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數(shù)。

3、電源和地的管腳要就近打過(guò)孔,過(guò)孔和管腳之間的引線越短越好,因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致電感的增加。同時(shí)電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗。

4、PCB板上的信號(hào)走線盡量不換層,也就是說(shuō)盡量不要使用不必要的過(guò)孔。

5、在信號(hào)換層的過(guò)孔附近放置一些接地的過(guò)孔,以便為信號(hào)提供最近的回路。甚至可以在[url=]PCB[/url]板上大量放置一些多余的接地過(guò)孔。當(dāng)然,在設(shè)計(jì)時(shí)還需要靈活多變。前面討論的過(guò)孔模型是每層均有焊盤的情況,也有的時(shí)候,我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。特別是在過(guò)孔密度非常大的情況下,可能會(huì)導(dǎo)致在鋪銅層形成一個(gè)隔斷回路的斷槽,解決這樣的問(wèn)題除了移動(dòng)過(guò)孔的位置,我們還可以考慮將[url=]過(guò)孔[/url]在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。


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yxa

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發(fā)表于 2017-4-21 06:11:45 | 只看該作者
O(∩_∩)O謝謝 不錯(cuò)的資料
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發(fā)表于 2017-4-21 07:33:27 | 只看該作者
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發(fā)表于 2017-7-18 15:47:51 | 只看該作者
資料很好,強(qiáng)烈支持樓主,感謝分享!

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發(fā)表于 2018-10-10 21:51:53 | 只看該作者
新手,下載學(xué)習(xí)下!

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發(fā)表于 2018-12-11 12:30:55 | 只看該作者
論壇的資料都很經(jīng)典,很有價(jià)值!不錯(cuò)

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發(fā)表于 2018-12-11 13:42:43 | 只看該作者
干貨值得分享,很好,下載下來(lái)學(xué)習(xí)下

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發(fā)表于 2018-12-11 22:15:38 | 只看該作者
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發(fā)表于 2018-12-12 15:52:05 | 只看該作者
干貨資料,值得一看,感謝樓主分享!

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發(fā)表于 2018-12-12 18:36:38 | 只看該作者
感謝樓主分享,下載練習(xí)

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