PCB Vias -6 Redenen waarom de Vias van hoogfrequente PCB's niet goed zijn

PCB-via's kunnen de signaalintegriteit beïnvloeden

Onder normale omstandigheden wilt u het bericht zo routeren dat de retourstroom idealiter door het grondvlak gaat, dat zich direct onder de lijn bevindt. Het is ook wat er gebeurt in een gebalanceerde, impedantiegestuurde transmissielijn. Als er echter een PCB Vias in de weg komt, moet de retourstroom zelf het overgangspad vinden. Het moet lagen oversteken en naar het gebied gaan met de dichtstbijzijnde geaarde PCB-via's.

Dus als de retourstroom een ​​extra afstand aflegt, vertraagt ​​het het hoogfrequente signaal. Het is vanwege het creëren van een inductieve lus vanwege extra PCB-via's . Het is niet alleen dat; en u kunt op deze route ook ongewenste signalen verzamelen.

Bovendien verslechteren PCB-via's ook de signaalintegriteit vanwege lange vertragingen en de aanzienlijke stijgings- en dalingsperioden. U kunt S-parameters bestuderen om het effect van via's op de signaalintegriteit te beoordelen. Ze weerspiegelen de eigenschappen van alle kanaalcomponenten, inclusief storing, demping en reflectie, enz.

Om de signaalintegriteit te verbeteren, houdt u uw PCB-via-telling op een laag aantal in het geval van hoogfrequente signalen. U krijgt een snelle stijgtijd en een kortere vertraging. Als u kleinere PCB-via's toevoegt, kunnen ze uw kortere vertraging geven, maar hebben ze geen significante invloed op de stijgtijd. Ten slotte kunt u er ook voor zorgen dat de lengte van de PCB-via's wordt verkort. Het zal ook leiden tot een snelle stijgtijd en minder vertraging.

PCB-via's om hoogfrequent signaal te voorkomen

PCB-via's werken op dezelfde manier als die noodafvoeren:water moet vanaf een plat oppervlak door een cilindrisch pad rond de plug stromen. Het water kan niet naar het riool teleporteren omdat de afvoer bestand is tegen de zee. PCB-via's sturen de stroom naar een ringvormig pad van een vlakke koperen baan.

De gootsteenaansluiting is hier de kern van het niet-geleidende gas, lucht. Voortaan dwingt u de stroom door de metalen ring rond het gat te stromen. De PCB Via weigert de stroom en gedraagt ​​zich als een parasitaire inductantie, die de prestaties van het hoogfrequente signaal beïnvloedt.

De plaatdikte op PCB-via's is ook ondiep, wat veel weerstand biedt. Dus deze eigenschap laat het ook niet veel stroom voeren. Je zou er meerdere nodig hebben om de hoge stroom aan te kunnen.

Deze stroom kan van de ene kant van een bord naar de andere stromen. Het zou ook ruimte verspillen.

Aan de positieve kant kun je PCB's ook online vinden via rekenmachines. Als u de grootte van PCB-via's toevoegt die u van plan bent te gebruiken, zullen online rekenmachines hun totale weerstand zien. Je kunt ook hun huidige draagvermogen en enkele andere parameters leren kennen.

Hoogfrequente PCB-via's vereisen speciale tests en ontwerp

Als je steeds PCB Vias toevoegt aan je PCB-ontwerp, creëer je ook problemen voor de PCB-fabrikant. De procescontrole die de PCB-fabrikanten gebruiken om basis-PCB's te vervaardigen, is niet geschikt voor de kwaliteitscontrole van het PCB-vias-platingproces.

Met andere woorden, u kunt de PCB-via's voor hoogfrequente signalen niet precies voorspellen. Het is niet mogelijk zonder strikte controles in de ontwikkelingsfase. Het vereist extra ontwerptijd en testen voor een efficiënte werking van hoogfrequente PCB's in de eindassemblage.

PCB-fabrikanten gebruiken ook geautomatiseerde boormachines, wat de productiekosten van uw PCB-via's verhoogt. Hoewel je het niet direct op de rekening kunt zien, raden we je aan om het koperspoor op dezelfde laag te houden in het geval van hoogfrequente signalen.

PCB-via's leiden tot verkeerde impedantie

Meer PCB Via voor hoogfrequente signalen zal ook impedantie-mismatching veroorzaken. Deze impedantiediscontinuïteit resulteert verder in reflecties. Je kunt je een kabel voorstellen zoals een glasvezelkabel die licht vervangt door elektronen. Als alles mooi glad is, komt het licht aan de ene kant binnen en verlaat het de andere kant in een glasvezelkabel.

Als u echter een breuk in de draad of een deel van de kabel heeft, ziet u wat teruggereflecteerd licht. In geleiders gebeurt hetzelfde, maar we kunnen het niet vinden. Om reflecties te voorkomen, is het een must dat u een impedantie-aanpassing krijgt.

De impedantie-aanpassing is afhankelijk van de afstand tot andere sporen, spoorbreedte, enz. Een PCB via is een impedantieverandering omdat de breedte/afstand en alle andere parameters plotseling veranderen. Daarom krijg je een gedeeltelijke reflectie, of misschien wat RFI-trilling , of andere storingen.

PCB Via's Vergroot de grootte van de PCB

Een ander groot probleem met PCB-via's is dat ze de PCB-grootte vergroten. Ze zullen ongetwijfeld veel ruimte innemen, en daarom heb je een grotere PCB nodig om alle componenten te plaatsen. Neem een ​​voorbeeld van een printplaat met drie PCB-via's met doorlopende gaten. U kunt slechts vier koperen pads plaatsen.

Maar als u de oriëntatie verandert door één doorgaand gat via te vervangen door blinde via of geen PCB via, kunt u zes pads plaatsen. Het aantal pads kan toenemen als u meer doorlopende via's toevoegt. Op deze manier kunt u ook belangrijke BGA-componenten plaatsen. Uiteindelijk vergroot u echter de omvang van uw hoogfrequente PCB en de kosten ervan.

PCB-grootte neemt ook toe omdat PCB geen hoge stroom kan verdragen. Als uw hoogfrequente signalen gepaard gaan met hoge stromen, hebt u meerdere PCB's nodig. Het zal hun huidige draagkracht vergroten, maar tegelijkertijd neemt ook de PCB-afstand toe.

PCB Via's verhogen de parasitaire inductie en capaciteit

De PCB-via's hebben parasitaire inductantie en capaciteit, net als een PCB-spoor. U kunt deze waarden berekenen met de volgende formules:

Capaciteit:Cp =1,41*ε*t*dv/(DSM‐DV)

Inductantie:L=5,08*l * [ln(4*l/DV)+1]

Waar DSM de diameter van het soldeermasker is, is DV de PCB via diameter, t is de PCB-dikte, PCB is de relatieve diëlektrische constante en l is de PCB via lengte.

Deze extra inductantie en capaciteit verslechteren de signaalintegriteit vanwege lange vertragingen en de aanzienlijke stijg- en daalperioden. Het is misschien geen probleem als u PCB's toevoegt via ontwerpen met lagere frequentiesignalen. Maar het kan een kritiek probleem worden bij het ontwerpen van hoogfrequente printplaten.

U kunt de parasitaire capaciteit verminderen door een PCB te kiezen met een kleinere diëlektrische constante. Of je kunt ook voor een dunne PCB gaan. Ten slotte kunt u ervoor zorgen dat koper zich van de pad afzet door het soldeermaskeroppervlak te vergroten. Bovendien, als u parasitaire inductantie wilt verminderen, is het kiezen van een dunne PCB voldoende. De equivalente inductantie vermindert ook als u parallelle PCB's ontwerpt via.

PCB-via's kunnen ook leiden tot een verandering in de stapfunctie van de koperspoorimpedantie. Een standaard impedantiedaling van PCB via is ongeveer 10%. Het kan veranderen afhankelijk van de dikte van de PCB, PCB via de grootte, enz.

Samenvatting

Samenvattend raden we aan om het gebruik van PCB-via's en laagaanpassingen te vermijden om signaalvervorming te voorkomen, indien mogelijk. Het is het beste om geen PCB te gebruiken via hoogfrequente kloktransmissie. Verwijder waar mogelijk onnodige pads op PCB-via's, omdat deze pads een parallelle plaatcapaciteit opbouwen.

Als het niet mogelijk is om PCB via count op nul te houden, ontwerp ze dan zo dat u een lagere inductantie en capaciteit krijgt. Als de PCB via klein is, krijgt u een lagere capaciteit. Als ze een grote diameter en een korte lengte hebben, krijgt u een lagere inductantie. Het zou ook helpen als u de waarde van de parasitaire parameters laag houdt om nadelige effecten te voorkomen.

Als u hoogfrequente PCB-productiediensten nodig heeft, kunt u contact met ons opnemen en kunnen wij technologie, materialen en kwaliteitsdiensten leveren. We zijn slechts een e-mail verwijderd. Neem nu contact op voor advies.