Durchgangslochdesign der HDI-Leiterplatte
Beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design werden häufig mehrschichtige Leiterplatten verwendet, und Durchgangslöcher sind ein wichtiger Faktor beim mehrschichtigen PCB-Design. Das Durchgangsloch in einer Leiterplatte besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Loch, Schweißpadbereich um das Loch und POWER-Schicht-Isolationsbereich. Als nächstes werden wir das Hochgeschwindigkeits-PCB-Through-the-Hole-Problem und die Designanforderungen verstehen.
Einfluss von Durchgangslöchern in HDI-Leiterplatten
Bei HDI-PCB-Mehrschichtplatinen muss die Verbindung zwischen einer Schicht und einer anderen Schicht durch Löcher verbunden werden. Wenn die Frequenz weniger als 1 GHz beträgt, können die Löcher eine gute Rolle bei der Verbindung spielen und die parasitäre Kapazität und Induktivität kann ignoriert werden. Wenn die Frequenz höher als 1 GHz ist, kann der Effekt des parasitären Effekts des Überlochs auf die Signalintegrität nicht ignoriert werden. An diesem Punkt stellt das Überloch einen diskontinuierlichen Impedanzbruchpunkt auf dem Übertragungsweg dar, der zu Signalreflexion, Verzögerung, Dämpfung und anderen Signalintegritätsproblemen führt.
Wenn das Signal durch das Loch an eine andere Schicht übertragen wird, dient die Referenzschicht der Signalleitung auch als Rückweg des Signals durch das Loch, und der Rückstrom fließt durch kapazitive Kopplung zwischen den Referenzschichten, was zu Bodenbomben usw. führt andere Probleme.
Art des Durchgangslochs: Im Allgemeinen werden Durchgangslöcher in drei Kategorien unterteilt: Durchgangsloch, Sackloch und vergrabenes Loch.
Sackloch: ein Loch an der Ober- und Unterseite einer Leiterplatte mit einer bestimmten Tiefe für die Verbindung zwischen der Oberflächenlinie und der darunter liegenden Innenlinie. Die Tiefe des Lochs überschreitet in der Regel nicht ein bestimmtes Verhältnis zur Apertur.
Vergrabenes Loch: ein Verbindungsloch in der Innenschicht der Leiterplatte, das nicht bis zur Oberfläche der Leiterplatte reicht.
Durchgangsloch: Dieses Loch geht durch die gesamte Leiterplatte und kann für interne Verbindungen oder als Befestigungsloch für Komponenten verwendet werden. Da das Durchgangsloch im Prozess einfacher zu erreichen ist, sind die Kosten geringer, sodass im Allgemeinen Leiterplatten verwendet werden
Durchgangslochdesign in Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten
Beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design hat das scheinbar einfache VIA-Loch oft große negative Auswirkungen auf das Schaltungsdesign. Um die durch den parasitären Effekt der Perforation verursachten negativen Auswirkungen zu reduzieren, können wir unser Bestes tun:
(1) Wählen Sie eine angemessene Lochgröße. Für PCB-Designs mit mehrschichtiger allgemeiner Dichte ist es besser, 0,25 mm/0,51 mm/0,91 mm (Bohrloch/Schweißpad/POWER-Isolationsbereich) Durchgangsloch zu wählen. Für einige hoch- Dichte Leiterplatten können auch 0,20 mm/0,46 mm/0,86 mm Durchgangslöcher verwenden, Sie können es auch mit Nicht-Durchgangslöchern versuchen; Für die Stromversorgung oder das Erdungskabel kann die Verwendung eines größeren Lochs in Betracht gezogen werden, um die Impedanz zu reduzieren;
(2) Je größer der POWER-Isolationsbereich, desto besser. Unter Berücksichtigung der Durchgangslochdichte auf der Leiterplatte beträgt sie im Allgemeinen D1=D2+0,41;
(3) Versuchen Sie, die Signalschicht auf der Leiterplatte nicht zu verändern, dh versuchen Sie, das Loch zu reduzieren.
(4) Die Verwendung dünner Leiterplatten trägt dazu bei, die beiden parasitären Parameter durch das Loch zu reduzieren.
(5) Der Stift des Netzteils und der Boden sollten sich in der Nähe des Lochs befinden. Je kürzer die Leitung zwischen dem Loch und dem Stift ist, desto besser, da sie zu einer Erhöhung der Induktivität führt. Gleichzeitig sollten die Stromversorgung und das Erdungskabel so dick wie möglich sein, um die Impedanz zu verringern;
(6) Platzieren Sie einige Erdungsdurchgänge in der Nähe der Durchgangslöcher der Signalaustauschschicht, um eine Schleife über kurze Entfernungen für das Signal bereitzustellen.
Darüber hinaus ist die Länge des Durchgangslochs auch einer der Hauptfaktoren, die die Induktivität des Durchgangslochs beeinflussen. Bei oberen und unteren Durchgangslöchern entspricht die Durchgangslochlänge der Leiterplattendicke. Aufgrund der zunehmenden Anzahl von Leiterplattenlagen erreicht die Leiterplattendicke häufig mehr als 5 mm.
Um jedoch das durch das Loch verursachte Problem zu reduzieren, wird beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design die Lochlänge im Allgemeinen auf 2,0 mm eingestellt. Bei einer Lochlänge von mehr als 2,0 mm kann die Kontinuität der Lochimpedanz um einiges verbessert werden Größe durch Erhöhen des Lochdurchmessers. Wenn die Durchgangslochlänge 1,0 mm und weniger beträgt, beträgt die optimale Durchgangslochöffnung 0,20 mm bis 0,30 mm.