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一文详解Via孔的作用及原理

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发表于 2018-12-3 13:30:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
8 b5 t8 F+ \5 w& Q& w
如图所示在走线的 Via 孔附近加接地 Via 孔的作用及原理是什么?中国IC. g8 R! J( I5 g6 H* w
: e, O& w! X' v* A
pcb 板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:PCB制造商
8 t6 k2 j, P; F: q2 g4 f/ K# v2 y3 X# q: E* ?7 Q# ]
1、信号过孔 (过孔结构要求对信号影响最小)
$ t  K- k5 V; M8 ]/ n6 Y- p
( M: A  I) y4 `! U% C2、电源、地过孔 (过孔结构要求过孔的分布电感最小)9 [. E6 i" L- w" q( y

+ Q' [- D+ m8 n$ O3、散热过孔 (过孔结构要求过孔的热阻最小)! C7 M) q* |+ V$ q6 U6 O" z

. I& |6 j) c1 E  H- N' N! ^$ E上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的 Via 孔附近加接地 Via 孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的 emi 辐射。这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。
0 j" ]8 ^& q5 q3 N$ _
( o( Q: o- F1 _' j7 Q( }# G$ O下面是两张信号的回流图:
, {$ k! f: ?: m0 Y% R: {5 E( X. Y4 F; x$ r* X( y- x
图一:
& U% L1 n$ d/ N
) p$ W1 V7 g) R# Q7 q/ d
0 l; M$ V0 U" N& ^
/ @( Y, i% ?9 O+ u, ~# M( K
4 L$ E! }5 t7 @( t图二:9 N7 B, g, `8 s5 B* e
. t* G: m8 D+ t5 r( w
" u4 Z( V: G- S; ]4 O" a1 Y. P2 b, X

$ V: r& P9 j+ a7 j4 `& ?! D4 q上面所提的问题,就是图二所示的情况了
7 z) \  m; j1 B" v5 g! a6 B' ?4 }( ]6 I
在哪些情况下应该多打地孔?
0 {% a( U( K2 P- S0 o
5 T( ]/ Q' `' Y, B/ b% I有一种说法:多打地孔,会破坏地层的连续和完整。效果反而适得其反。
' O/ |; ~, M  s3 y# K2 a0 M  q6 {" q& z8 k+ l% S# F: A' d+ ~% P
首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这种情况使用坚决避免的。这些过孔将影响到电源完整性,从而导致信号完整性问题,危害很大。
* U9 U6 G) t) b. X' q  e& F* L9 i! H1 r
( n' F  u) O( k/ u打地孔,通常发生在如下的三种情况:
0 m5 @+ N5 ~  [
* d: G+ t6 d2 s  V* b9 |1、打地孔用于散热;
( X! ]' s4 A" y5 n' _& [- R9 n0 o6 j, o8 w  E+ j, F# H
2、打地孔用于连接多层板的地层;* H; C) j: Q( g& n) z5 k

/ ~& a1 Y6 ]/ K3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置。
; Z- O! h4 v3 x6 Y4 z  i" E" g& d
但所有的这些情况,应该是在保证电源完整性的情况下进行的。
  S6 F$ u: p, z, r. L
; y$ ^' v  O6 p; v. y5 _那就是说,只要控制好地孔的间隔,多打地孔是允许的吗?在五分之一的波长为间隔打地孔没有问题吗?假如我为了保证多层板的地的连接,多打地孔,虽然没有隔断,那会不会影响地层和电源层的完整呢?
8 p# D  G$ I) E# F& y5 p# _0 I2 X' S$ E& V% t
答:如果电源层和地层的铜皮没有被隔断影响是不大。% e: _# K* @9 U/ j* O( p4 w

# g2 ?- q1 {7 D) e8 C  S% A- ]0 h在目前的电子产品中,一般 EMI 的测试范围最高为 1Ghz。那么 1Ghz 信号的波长为 30cm,1Ghz 信号 1/4 波长为 7.5cm=2952mil。也即过孔的间隔如果能够小于 2952mil 的间隔打,就可以很好的满足地层的连接,起到良好的屏蔽作用。一般我们推荐每 1000mil 打地过孔就足够了。
2 a1 \) e4 I$ D: O
* ]$ L) e3 x0 ]: R0 e

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发表于 2018-12-3 21:57:49 | 显示全部楼层
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