L'actualité PCB - Capacité parasite et inductance des pores

Capacité parasite et inductance des pores

Les Vias ont eux - mêmes une capacité parasite parasite. Si l'on sait que le diamètre du masque de soudure sur la couche de masse du trou sur - perforé est D2, que le diamètre du plot du trou sur - perforé est D1, que l'épaisseur de la carte PCB est t et que la permittivité diélectrique du substrat de la carte est islaµ, la capacité parasite du trou sur - perforé est approximativement la suivante:

C = 1,41 île td1 / (D2 - D1)

La capacité parasite du via a pour effet principal sur le circuit de prolonger le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit. Par example, pour un PCB de 50 mil d'épaisseur, si le diamètre du plot de perçage est de 20 mil (le diamètre du trou est de 10 mil) et que le diamètre du film de soudure de blocage est de 40 mil, on peut approximer le via par la formule ci - dessus.

C = 1,41x4,4x0050x0020 / (0040 - 0020) = 0,31pf

La variation du temps de montée induite par cette partie de la capacité est de l'ordre de:

T10 - 90 = 2.2c (Z0 / 2) = 2.2x0.31x (50 / 2) = 17.05ps

On voit à partir de ces valeurs que si l'effet du retard de montée induit par la capacité parasite d'un seul via n'est pas très prononcé, plusieurs via seront utilisés si plusieurs via sont utilisés dans la trace pour Commuter entre les couches, Le design doit être soigneusement réfléchi. Dans une conception pratique, il est possible de réduire la capacité parasite en augmentant la distance entre les trous et les zones de cuivre (contre - Plots) ou en diminuant le diamètre des plots.

Il y a une capacité parasite dans la porosité ainsi qu'une inductance parasite. Dans la conception de circuits numériques à grande vitesse, les dommages causés par l'inductance parasite de la porosité sont souvent plus importants que les effets de la capacité parasite. Son Inductance série parasite affaiblit la contribution du condensateur de dérivation, affaiblissant l'effet de filtrage de l'ensemble du système électrique. Nous pouvons simplement calculer l'inductance parasite de la porosité excessive en utilisant la formule empirique suivante:

L = 5,08 H [Ln (4 h / j) + 1]

Où l représente l'inductance du trou percé, h la longueur du trou percé et d Le diamètre du trou central. Il ressort de la formule que le diamètre des pores sur - percés a moins d'influence sur l'inductance, tandis que la longueur des pores sur - percés a le plus d'influence sur l'inductance. Toujours en utilisant l'exemple ci - dessus, l'inductance de la porosité peut être calculée comme suit:

L = 5.08x0050 [Ln (4x0050 / 0010) + 1] = 1015nh

Si le temps de montée du signal est de 1 NS, son impédance équivalente est: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. Cette impédance n'est plus négligeable lorsqu'elle est parcourue par un courant haute fréquence; il est à noter en particulier qu'en reliant le plan d'alimentation et le plan de masse, le condensateur de dérivation doit passer par deux Vias, de sorte que l'inductance parasite des Vias augmente exponentiellement.

2. Comment utiliser les trous

Grâce à l'analyse ci - dessus des caractéristiques parasitaires des porosités, nous pouvons voir que dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, les porosités apparemment simples ont tendance à avoir un impact négatif important sur la conception de circuits imprimés. Afin de réduire les effets néfastes causés par les effets parasites des porosités excessives, on peut réaliser dans la conception:

1. Choisissez une taille raisonnable par la taille en tenant compte du coût et de la qualité du signal. Si nécessaire, vous pouvez envisager d'utiliser des pores de différentes tailles. Par example, pour les surtrous d'alimentation ou de mise à la terre, on peut envisager d'utiliser des dimensions plus importantes pour réduire l'impédance, et pour les traces de signal, des surtrous plus petits. Bien entendu, au fur et à mesure que la taille des surpuits diminue, les coûts correspondants augmentent également.

2. Les deux formules discutées ci - dessus peuvent conclure que l'utilisation de PCB plus minces est bénéfique pour réduire les deux paramètres parasites de la porosité excessive.

3. Essayez de ne pas modifier le nombre de couches de traces de signal sur la carte PCB, c'est - à - dire essayez de ne pas utiliser de trous excessifs inutiles.

4. Les broches de l'alimentation et de la mise à la terre doivent être percées à proximité et les broches entre les trous et les broches doivent être aussi courtes que possible. Pensez à forer plusieurs trous en parallèle pour réduire l'inductance équivalente.

5. Placez quelques Vias à la terre près des Vias de la couche de changement de signal pour fournir le chemin de retour le plus proche pour le signal. Vous pouvez même placer des trous de mise à la terre redondants sur votre PCB.

6. Pour les cartes PCB haute densité et haute vitesse, l'utilisation de micro - pores peut être envisagée.