Kesan vias dalam PCB berkelajuan tinggi
Dalam papan multilayer PCB berkelajuan tinggi, apabila isyarat dihantar dari satu lapisan saling hubungan dengan yang lain, mereka perlu disambungkan melalui vias. Apabila kekerapan di bawah 1GHz, vias boleh memainkan peranan sambungan yang baik, dan kapasitans parasit dan induktansi mereka boleh diabaikan.
Apabila kekerapan melebihi 1GHz, kesan kesan parasit melalui integriti isyarat tidak boleh diabaikan. Pada masa ini, Via muncul sebagai titik putus impedans yang tidak berterusan pada laluan penghantaran, menyebabkan masalah integriti isyarat seperti refleksi isyarat, kelewatan dan pelemahan.
Apabila isyarat dihantar ke lapisan lain melalui VIA, lapisan rujukan garis isyarat juga bertindak sebagai laluan pulangan untuk isyarat VIA, dan arus pulangan akan mengalir di antara lapisan rujukan melalui gandingan kapasitif, menyebabkan masalah seperti keanjalan asas.
Jenis vias
Vias biasanya dibahagikan kepada tiga kategori: melalui lubang, lubang buta dan lubang terkubur.
Lubang buta: merujuk kepada permukaan atas dan bawah papan litar bercetak, dengan kedalaman tertentu, digunakan untuk sambungan garis permukaan dan garis lapisan dalaman di bawah, dan kedalaman lubang dan apertur biasanya tidak melebihi nisbah tertentu.
Lubang yang dikebumikan: merujuk kepada lubang sambungan yang terletak di lapisan dalaman papan litar bercetak, yang tidak dilanjutkan ke permukaan papan litar.
Melalui Lubang: Lubang ini melalui seluruh papan litar dan boleh digunakan untuk mencapai interkoneksi dalaman atau sebagai lubang kedudukan pemasangan komponen. Oleh kerana melalui lubang lebih mudah dilaksanakan dari segi teknologi dan mempunyai kos yang lebih rendah, ia biasanya digunakan dalam papan litar bercetak.
Kapasitans parasit via
Via itu sendiri mempunyai kapasitans parasit ke tanah. Jika diameter lubang pengasingan VIA di atas lapisan tanah adalah D2, diameter pad VIA adalah D1, ketebalan PCB adalah T, dan pemalar dielektrik lembaga substrat adalah ε, maka kapasitans parasit VIA adalah kira -kira:
C=1. 41εtd1\/(d 2- d1)
Kapasiti parasit VIA terutamanya mempengaruhi litar dengan memperluaskan masa peningkatan isyarat dan mengurangkan kelajuan litar. Semakin kecil kapasitans, semakin kecil kesannya.
Induktansi via parasit
Via itu sendiri mempunyai induktansi parasit. Dalam reka bentuk litar digital berkelajuan tinggi, kemudaratan induktansi parasit vias sering lebih besar daripada kapasitans parasit. Induktansi siri parasit VIA akan melemahkan kesan kapasitor pintasan dan kesan penapisan keseluruhan sistem kuasa. Jika L mewakili induktansi VIA, H mewakili panjang VIA, dan D mewakili diameter lubang gerudi pusat, induktansi parasit VIA adalah kira -kira:
L =5. 08h ［ln (4h\/d) 1］
Ia dapat dilihat dari formula bahawa diameter VIA mempunyai kesan yang kecil terhadap induktansi, sementara panjang VIA mempunyai kesan yang paling besar terhadap induktansi.
