一、過孔的寄生電容
過孔本身存在著對地的寄生電容,如果已知過孔在鋪地層上的阻隔孔直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數為ε,則過孔的寄生電容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)過孔的寄生電容會給電路構成的首要影響是延長了信號的上升時間,降低了電路的速度。舉例來說,關于一塊厚度為50Mil的PCB板,如果運用內徑為10Mil,焊盤直徑為20Mil的過孔,焊盤與地鋪銅區的距離為32Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,這部分電容引起的上升時間改變量為:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。從這些數值可以看出,盡管單個過孔的寄生電容引起的上升延變緩的成效不是很明顯,但是如果走線中多次運用過孔進行層間的切換,規劃者仍是要慎重考慮的。
二、過孔的寄生電感
相同,過孔存在寄生電容的一同也存在著寄生電感,在高速數字電路的規劃中,過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻,削弱整個電源系統的濾波成效。我們可以用下面的公式來簡略地核算一個過孔近似的寄生電感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其間L指過孔的電感,h是過孔的長度,d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出,過孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響較大的是過孔的長度。仍然選用上面的比如,可以核算出過孔的電感為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH。如果信號的上升時間是1ns,那么其等效阻抗大小為:XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過現已不可以被忽略,特別要注意,旁路電容在聯接電源層和地層的時分需求通過兩個過孔,這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。
1、從本錢和信號質量兩方面考慮,選擇合理標準的過孔。比如對6-10層的內存模塊PCB規劃來說,選用10/20Mil(鉆孔/焊盤)的過孔較好,關于一些高密度的小標準的板子,也可以檢驗運用8/18Mil的過孔。現在技術條件下,很難運用更小標準的過孔了。關于電源或地線的過孔則可以考慮運用較大標準,以減小阻抗。
2、上面談論的兩個公式可以得出,運用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數。
3、電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好,因為它們會導致電感的增加。一同電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗。
4、PCB板上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量不要運用不必要的過孔。
5、在信號換層的過孔鄰近放置一些接地的過孔,以便為信號供應較近的回路。甚至可以在PCB板上很多放置一些剩下的接地過孔。當然,在規劃時還需求活絡多變。前面談論的過孔模型是每層均有焊盤的情況,也有的時分,我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。特別是在過孔密度非常大的情況下,可能會導致在鋪銅層構成一個距離回路的斷槽,處理這樣的問題除了移動過孔的位置,我們還可以考慮將過孔在該鋪銅層的焊盤標準減小。
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