De impact van Vias in high-speed PCB's
In high-speed PCB multilayer boards, wanneer signalen worden verzonden van de ene laag interconnect naar de andere, moeten ze worden aangesloten via Vias. Wanneer de frequentie lager is dan 1 GHz, kunnen VIA's een goede verbindingsrol spelen en kunnen hun parasitaire capaciteit en inductantie worden genegeerd.
Wanneer de frequentie boven 1 GHz is, kan de impact van via parasitaire effecten op signaalintegriteit niet worden genegeerd. Op dit moment verschijnt het VIA als een discontinu impedantie -breekpunt op het transmissiepad, waardoor signaalintegriteitsproblemen zoals signaalreflectie, vertraging en verzwakking veroorzaken.
Wanneer het signaal door de VIA naar een andere laag wordt verzonden, werkt de referentielaag van de signaallijn ook als een retourpad voor het via -signaal en de retourstroom zal tussen de referentielagen stromen door capacitieve koppeling, waardoor problemen zoals aardingselasticiteit worden veroorzaakt.
Soorten vias
Vias zijn over het algemeen verdeeld in drie categorieën: door gaten, blinde gaten en begraven gaten.
Blinde gaten: verwijst naar de bovenste en onderste oppervlakken van de gedrukte printplaat, met een bepaalde diepte, gebruikt voor de verbinding van de oppervlaktelijn en de binnenste laaglijn hieronder, en de diepte van het gat en de diafragma overschrijden meestal geen bepaalde verhouding.
Begraven gat: verwijst naar het verbindingsgat in de binnenste laag van de printplaat, die zich niet uitstrekt tot het oppervlak van de printplaat.
Door gat: dit gat gaat door de gehele printplaat en kan worden gebruikt om interne interconnectie te bereiken of als een componentinstallatie positioneringsgat. Omdat door gaten gemakkelijker te implementeren zijn in termen van technologie en lagere kosten hebben, worden ze over het algemeen gebruikt in gedrukte printplaten.
Parasitaire capaciteit van vias
De via zichzelf heeft parasitaire capaciteit voor de grond. Als de diameter van het isolatiegat van de VIA op de grondlaag D2 is, is de diameter van het via pad D1, de dikte van de PCB is T en de diëlektrische constante van het bordsubstraat is ε, dan is de parasitaire capaciteit van de VIA ongeveer:
C=1. 41εtd1\/(d 2- d1)
De parasitaire capaciteit van de Via beïnvloedt het circuit voornamelijk door de stijgtijd van het signaal te verlengen en de circuitsnelheid te verminderen. Hoe kleiner de capaciteit, hoe kleiner de impact.
Parasitaire inductie van vias
De via zichzelf heeft parasitaire inductantie. Bij het ontwerp van high-speed digitale circuits is de schade van parasitaire inductie van Vias vaak groter dan die van parasitaire capaciteit. De parasitaire serie -inductantie van de VIA zal het effect van de bypass -condensator en het filteringseffect van het gehele voedingssysteem verzwakken. Als l de inductantie van de via vertegenwoordigt, vertegenwoordigt H de lengte van de via en D vertegenwoordigt de diameter van het middelste boorgat, de parasitaire inductie van de via is ongeveer:
L =5. 08h ［ln (4h\/d) 1］
Uit de formule blijkt dat de diameter van de VIA een kleine impact heeft op de inductantie, terwijl de lengte van de VIA de grootste impact heeft op de inductie.
