Technologie PCB - Caractéristiques parasites de la perforation de la carte de réplication PCB

Les Vias de la carte de réplication PCB se comportent comme des points d'arrêt discontinus sur la ligne de transmission, ce qui entraînera une réflexion du signal. Typiquement, l'impédance équivalente d'un trou traversant est inférieure d'environ 12% à l'impédance équivalente d'une ligne de transmission. Par example, l'impédance d'une ligne de transmission de 50 ohms diminuera de 6 ohms lors du passage d'un perçage (en particulier, cela est lié à la taille et à l'épaisseur du perçage et non à une réduction absolue). Cependant, la réflexion induite par l'impédance discontinue du trou traversant est en fait très faible. Le coefficient de réflexion est seulement: (44 - 50) / (44 + 50) = 0,06. Les problèmes causés par la porosité excessive sont davantage concentrés sur les capacités et les inductances parasites. Impact

Les Vias ont eux - mêmes une capacité parasite parasite. Si l'on connaît le diamètre D2 du masque de soudure sur la couche de masse sur les trous, le diamètre D1 du plot sur les trous, l'épaisseur t de la carte PCB et la constante diélectrique for Island du substrat de la carte,

La capacité parasite de la porosité est similaire à: C = 1,41 µ la capacité parasite de la porosité a pour effet principal sur le circuit de prolonger le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit. Par exemple, 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 le diamètre du masque de soudure est de 40 mil, alors nous pouvons approximer le via par la formule ci - dessus.

Les variations de temps de montée induites par cette partie de la capacité sont approximativement:

On voit à partir de ces valeurs que, bien que l'effet du retard de montée induit par la capacité parasite d'un seul sur - trou ne soit pas très prononcé, plusieurs sur - trous seront utilisés si plusieurs sur - trous sont utilisés dans la trace pour Commuter entre les couches, Le design doit être soigneusement considéré. 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 existe une capacité parasite et une inductance parasite dans la porosité. Dans la conception de circuits PCB numériques à grande vitesse, les dommages causés par l'inductance parasite de la porosité ont tendance à être 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:

Où l est l'inductance de la porosité, h la longueur de la porosité 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:

Si le temps de montée du signal est de 1 NS, l'impédance équivalente est: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. Cette impédance ne peut plus être ignorée lorsqu'elle est parcourue par un courant haute fréquence. Il convient de noter en particulier que lors de la connexion du plan d'alimentation et du plan de masse, le condensateur de dérivation doit passer par deux Vias, De sorte que l'inductance parasite de la porosité va augmenter exponentiellement.

Grâce à l'analyse ci - dessus des caractéristiques parasitaires de la porosité excessive, il apparaît que dans la conception de PCB à grande vitesse, une porosité apparemment simple a tendance à avoir un impact négatif important sur la conception du circuit. Afin de réduire les effets néfastes causés par les effets parasites des Vias, les opérations suivantes peuvent être effectuées dans la conception:

· 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.

· Les deux formules discutées ci - dessus permettent de conclure que l'utilisation de PCB plus minces favorise la réduction des deux paramètres parasites de la porosité excessive.

· les traces de signal sur la carte PCB ne doivent pas être changées autant que possible, ce qui signifie que les trous excessifs inutiles ne doivent pas être utilisés autant que possible.

· les broches pour l'alimentation et la mise à la terre doivent être percées à proximité et le fil entre le trou et la broche doit être aussi court que possible. Pensez à jouer plusieurs pores en parallèle pour réduire l'inductance équivalente.