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畫完PCB后,還要檢查一下是不是存在這個問題

加油射頻工程師 ? 來源:加油射頻工程師 ? 2022-12-30 10:07 ? 次閱讀

PCB有大量通孔和過孔時,需要注意防止它們的反焊盤合并在一起,從而破壞信號線的電流返回路徑。也就是說,在PCB完工后,你要仔細檢查一下,參考平面上的避讓區域有沒有破壞上面信號線的回流路徑。

在高密度多層PCB板上,經常會有高密度的VLSI器件,連接器等。

有時候信號線不得不穿過它們。

這些VLSI器件和連接器,往往會有大量的過孔,而過孔的避讓,即反焊盤,會使得參考平面支零破碎。

而這個時候,如果信號線在支零破碎的參考平面的上方走過,但是其回流又無法在它的下方的參考平面上找到路徑,只好繞著走,這會增加環路電感,帶來信號完整性和EMC問題。

就如下圖所示。

2324e700-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

當一根信號線的下方,是有很多孔的參考平面時,會造成環路電感的增加。

23346afe-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

在高密度VLSI器件和連接器中,由于相鄰通孔周圍的反焊盤,高密度引腳分配會導致大量過孔,可能導致孔間沒法鋪進銅。

237501ea-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

如下圖所示,并行數字總線中的信號線,管腳和過孔周圍過大的反焊盤導致它們中間無法鋪銅,從而使返回電流無法在信號線下方找到返回路徑,只能繞道走。

239332a0-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

參考平面中的避讓構成了參考平面中的一個槽,迫使走線下方的回流繞過沒銅的區域,以到達其他連接器中的返回引腳。如下圖所示。

23a04a44-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

當相鄰通孔的反焊盤之間保持足夠的間隔時,讓銅能鋪進去,此時回流可沿著跡線下方的路徑走,因此性能得到顯著的改進。

23ad8a2e-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

相鄰反焊盤之間的間隙S,推薦不小于反焊盤直徑的1/3. 23baef70-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

當大量信號走線,由于布局或布線限制而必須穿越層時,會產生過孔,而這些相鄰過孔在參考平面上的反焊盤合并在一起,在參考平面中形成了一個大間隙,破壞了回流路徑。如下圖所示。

23c70030-877d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

為了能夠避免上面說的這些情況,可以采用下面的方法:

(1) 減小反焊盤半徑

反焊盤的半徑應該盡量小,從而使通孔間可以鋪上銅。

(2) 避免反焊盤合并

盡量減小反焊盤的半徑,或者增加通孔之間的間距

(3) 盡量減少換層

換層會對信號完整性和EMC的性能產生不利影響,信號線的不必要的換層,會增加大量穿過參考平面的過孔。

(4) 使用盲孔

(5) 焊盤填充

當有一定的間隙,可以在參考平面的反焊盤之間提供填充。比如在連接器的引腳之間,形成銅的網格。雖然這種解決方案不如實心平面好,但絕對比平面上有間隙好。盡管它們可能很細,但這些跡線仍然提供了一個返回路徑。

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審核編輯:湯梓紅

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原文標題:畫完PCB后,還要檢查一下是不是存在這個問題

文章出處:【微信號:加油射頻工程師,微信公眾號:加油射頻工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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