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PCB中的通孔設(shè)計(jì)

文章來源: 智力創(chuàng)電路板     閱讀次數(shù):1305     發(fā)表時(shí)間:2023-03-28 10:58:22    

[導(dǎo)讀]:在高速PCB設(shè)計(jì)中,經(jīng)常需要多層PCB,而過孔是多層PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。今天,小編將與您一起學(xué)習(xí)高速PCB中的通孔設(shè)計(jì)。

高速PCB中過孔的影響


在高速PCB多層板中,當(dāng)信號從一層互連傳輸?shù)搅硪粚踊ミB時(shí),它們需要通過過孔連接。當(dāng)頻率低于1GHz時(shí),過孔可以起到良好的連接作用,其寄生電容和電感可以忽略不計(jì)。


當(dāng)頻率高于1GHz時(shí),通孔寄生效應(yīng)對信號完整性的影響不容忽視。此時(shí),過孔顯示為傳輸路徑上阻抗不連續(xù)的斷點(diǎn),導(dǎo)致信號完整性問題,如信號反射、延遲和衰減。


當(dāng)信號通過過孔傳輸?shù)搅硪粚訒r(shí),信號線的參考層也充當(dāng)過孔信號的返回路徑,并且返回電流將通過電容耦合在參考層之間流動(dòng),導(dǎo)致諸如接地彈性之類的問題。


過孔的類型


過孔一般又分為三類:通孔、盲孔和埋孔。


盲孔:指位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接,孔的深度與孔徑通常不超過一定的比率。


埋孔:指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔,它不會(huì)延伸到線路板的表面。


通孔:這種孔穿過整個(gè)線路板,可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低,所以一般印制電路板均使用。


過孔的寄生電容


過孔本身存在著對地的寄生電容,若過孔在鋪地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,板基材介電常數(shù)為ε,則過孔的寄生電容大小近似于:

      C =1.41εTD1/(D2-D1)

過孔的寄生電容主要通過延長信號的上升時(shí)間和降低電路速度來影響電路。電容越小,沖擊越小。


過孔的寄生電感


過孔本身具有寄生電感。在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中,過孔寄生電感的危害往往大于寄生電容的危害。過孔的寄生串聯(lián)電感將削弱旁路電容的作用和整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。如果L表示過孔的電感,h表示過孔的長度,D表示中心鉆孔的直徑,過孔的寄生電感約為:

      L=5.08h[ln(4h/d)1]


從式中可以看出,過孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響最大的是過孔的長度。


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