Through-hole ontwerp van HDI-PCB
Bij PCB-ontwerp met hoge snelheid wordt vaak meerlaagse PCB gebruikt, en through-hole is een belangrijke factor bij meerlaags PCB-ontwerp. Het doorgaande gat in de PCB bestaat hoofdzakelijk uit drie delen: gat, laspadgebied rond gat en POWER-laagisolatiegebied. Vervolgens zullen we het hogesnelheids-PCB door het gatenprobleem en de ontwerpvereisten begrijpen.
Invloed van doorgaand gat in HDI-printplaat
Bij een meerlaagse HDI-PCB-plaat moet de verbinding tussen de ene laag en de andere laag via gaten worden verbonden. Wanneer de frequentie minder dan 1 GHz bedraagt, kunnen de gaten een goede rol spelen bij de verbinding en kunnen de parasitaire capaciteit en inductie worden genegeerd. Wanneer de frequentie hoger is dan 1 GHz kan het effect van het parasitaire effect van de over-hole op de signaalintegriteit niet worden genegeerd. Op dit punt presenteert het overgat een discontinu impedantiebreekpunt op het transmissiepad, wat zal leiden tot signaalreflectie, vertraging, verzwakking en andere problemen met de signaalintegriteit.
Wanneer het signaal door het gat naar een andere laag wordt verzonden, dient de referentielaag van de signaallijn ook als het retourpad van het signaal door het gat, en de retourstroom zal via capacitieve koppeling tussen de referentielagen vloeien, waardoor grondbommen worden veroorzaakt en andere problemen.
Type doorgangsgat. Over het algemeen is een doorgaand gat onderverdeeld in drie categorieën: doorgaand gat, blind gat en begraven gat.
Blind gat: een gat aan de boven- en onderkant van een printplaat, met een bepaalde diepte voor verbinding tussen de oppervlaktelijn en de onderliggende binnenlijn. De diepte van het gat overschrijdt meestal een bepaalde verhouding van de opening niet.
Begraven gat: een verbindingsgat in de binnenste laag van de printplaat dat niet doorloopt tot aan het oppervlak van de printplaat.
Doorvoergat: dit gat gaat door de gehele printplaat en kan worden gebruikt voor interne verbindingen of als montagegat voor componenten. Omdat het doorgaande gat in het proces gemakkelijker te realiseren is, zijn de kosten lager, dus wordt over het algemeen printplaat gebruikt
Through-hole-ontwerp in hogesnelheids-PCB
Bij PCB-ontwerp met hoge snelheid zal het ogenschijnlijk eenvoudige VIA-gat vaak grote negatieve effecten hebben op het circuitontwerp. Om de nadelige effecten veroorzaakt door het parasitaire effect van perforatie te verminderen, kunnen we ons best doen om:
(1) Selecteer een redelijke gatgrootte. Voor PCB-ontwerp met meerlaagse algemene dichtheid is het beter om een doorvoergat van 0,25 mm / 0,51 mm / 0,91 mm (boorgat / laspad / POWER-isolatiegebied) te kiezen. Voor sommige hoge- dichtheid PCB kan ook 0,20 mm / 0,46 mm / 0,86 mm doorgaand gat gebruiken, kan ook een niet-doorgaand gat proberen; Voor de voeding of het aardedraadgat kan worden overwogen om een groter formaat te gebruiken om de impedantie te verminderen;
(2) hoe groter het POWER-isolatiegebied, hoe beter. Gezien de dichtheid van de gaten op de printplaat is deze over het algemeen D1=D2+0,41;
(3) probeer de laag van het signaal op de PCB niet te veranderen, dat wil zeggen, probeer het gat te verkleinen;
(4) het gebruik van dunne PCB's is bevorderlijk voor het verminderen van de twee parasitaire parameters door het gat;
(5) de pin van de voeding en de aarde moeten zich dicht bij het gat bevinden. Hoe korter de draad tussen het gat en de pin, hoe beter, omdat deze zullen leiden tot een toename van de inductie. Tegelijkertijd moeten de voeding en de aarddraad zo dik mogelijk zijn om de impedantie te verminderen;
(6) plaats enkele aardingspassages in de buurt van de doorlaatgaten van de signaaluitwisselingslaag om een lus over korte afstand voor het signaal te creëren.
Bovendien is de lengte van het doorvoergat ook een van de belangrijkste factoren die de inductie van het doorvoergat beïnvloeden. Voor het bovenste en onderste doorgangsgat is de lengte van het doorgangsgat gelijk aan de dikte van de PCB. Door het toenemende aantal PCB-lagen bereikt de PCB-dikte vaak meer dan 5 mm.
Om het door het gat veroorzaakte probleem te verminderen, wordt bij het snelle PCB-ontwerp de gatlengte echter over het algemeen binnen 2,0 mm geregeld. Voor de gatlengte groter dan 2,0 mm kan de continuïteit van de gatimpedantie tot op zekere hoogte worden verbeterd mate door de gatdiameter te vergroten. Wanneer de lengte van het doorgaande gat 1,0 mm of minder is, is de optimale doorlopende opening 0,20 mm ~ 0,30 mm.