廣東省東莞市石碣鎮(zhèn)涌口第二工業(yè)區(qū)田心街87號3樓
過孔設(shè)計是由孔及孔周圍的焊盤區(qū)和內(nèi)層電氣隔離區(qū)組成。過孔的寄生電感、寄生電容等會影響通過過孔的高速信號,過孔的尺寸和與之相連接的焊盤對過孔的屬性具有直接的影響。 1.寄生電容 過孔本身存在著對地或電源的寄生電容,如果已知過孔在內(nèi)層上的隔離孔直徑為D2;過孔焊盤的直徑為D1;PCB的厚度為T;板基材的相對介電常數(shù)為ε; 過孔的寄生電容延Κ了電路中信號的上升時問,降低了電路的速度。如果一塊厚度為25mil的PCB,使用內(nèi)徑為10mil,焊盤直徑為20mil的過孔,內(nèi)層電氣間隙寬度為32mil時,可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致為0.259 pF。如果走線的特性阻抗為30Ω,則該寄生電容引起的信號上升時間延長量。系數(shù)1/2是因為過孔在走線的中途。從這些數(shù)值可以看出,盡管單個過孔的寄生電容引起的上升沿變緩的效用不是很明顯,但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換,設(shè)計者還是要慎重考慮的。 2.寄生電感 過孔還具有與其高度和直徑直接相關(guān)的串聯(lián)寄生電感。若九是過孔的高度;d是中心鉆孔的直徑;則過孔的寄生電感L近似為 在高速數(shù)字電路的設(shè)計中,寄生電感帶來的危害超過寄生電容的影響。過孔的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容在電源或地平面濾除噪聲的作用,減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用c因此旁路和去耦電容的過孔應(yīng)該盡可能短,以使其電感值小。 通過上面對過孔寄生特性的分析,為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,在進行高速PCB設(shè)計時應(yīng)盡量做到: · 盡量減少過孔,尤其是時鐘信號走線; · 使用較薄的PCB有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù); · 過孔阻抗應(yīng)該盡可能與其連接的走線的阻抗相匹配,以便減小信號的反射; · 選擇合理的過孔尺寸。對于多層、密度一般的PCB,選用0.25 mm/0.51 mm/0.91 mm(鉆孔直徑/焊盤直徑/內(nèi)層隔離區(qū)直徑)的過孔較好;對于一些高密度的PCB可以使用0.20 mm/0.46 mm/0.86 mm的過孔,也可以嘗試非穿導(dǎo)孔;對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗; · 內(nèi)層電氣隔離區(qū)越大越好,考慮PCB上的過孔密度,一般使其滿足D2=Dg+0.41 mm; · 電源和“地”的引腳要就近放置過孔,過孔和引腳之間的引線越短越好,因為它們會導(dǎo)致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗; · 在信號換層的過孔附近放置一些接地過孔,以便為信號提供短距離回路。 在設(shè)計時要從成本和信號質(zhì)量兩方面綜合考慮,在高速PCB設(shè)計時,都希望過孔越小越好,這樣板上就留有更多的布線空間,此外,過孔越小,寄生電容也越小,更適合用于高速電路。因此,在高速PCB的過孔設(shè)計時應(yīng)給于均衡考慮。
139 2944 6733
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