L'impact des vias dans les PCB à grande vitesse
Dans les cartes multicouches PCB à grande vitesse, lorsque les signaux sont transmis d'une couche d'interconnexion à une autre, ils doivent être connectés via des vias. Lorsque la fréquence est inférieure à 1 GHz, les vias peuvent jouer un bon rôle de connexion et leur capacité parasite et leur inductance peuvent être ignorées.
Lorsque la fréquence est supérieure à 1 GHz, l'impact des effets parasites via sur l'intégrité du signal ne peut être ignoré. À l'heure actuelle, la via apparaît comme un point de rupture d'impédance discontinu sur le chemin de transmission, provoquant des problèmes d'intégrité du signal tels que la réflexion du signal, le retard et l'atténuation.
Lorsque le signal est transmis à une autre couche via le VIA, la couche de référence de la ligne de signal agit également comme un chemin de retour pour le signal via, et le courant de retour s'écoulera entre les couches de référence par le couplage capacitif, provoquant des problèmes tels que l'élasticité de mise à la terre.
Types de vias
Les vias sont généralement divisés en trois catégories: à travers des trous, des trous aveugles et des trous enterrés.
Trous aveugles: fait référence aux surfaces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé, avec une certaine profondeur, utilisée pour la connexion de la ligne de surface et de la ligne de couche intérieure en dessous, et la profondeur du trou et de l'ouverture ne dépassent généralement pas un certain rapport.
Trou enterré: fait référence au trou de connexion situé dans la couche intérieure de la carte de circuit imprimé, qui ne s'étend pas à la surface de la carte de circuit imprimé.
À travers le trou: ce trou passe par toute la carte de circuit imprimé et peut être utilisé pour obtenir une interconnexion interne ou comme trou de positionnement d'installation de composants. Étant donné que par les trous sont plus faciles à mettre en œuvre en termes de technologie et ont des coûts plus bas, ils sont généralement utilisés dans les cartes de circuits imprimées.
Capacité parasite des vias
La via lui-même a une capacité parasite au sol. Si le diamètre du trou d'isolement de la VIA sur la couche de sol est D2, le diamètre du pad via est D1, l'épaisseur du PCB est T et la constante diélectrique du substrat de la carte est ε, alors la capacité parasite de la via est approximativement:
C=1. 41εtd1 \/ (d 2- D1)
La capacité parasite de la via affecte principalement le circuit en prolongeant le temps de montée du signal et en réduisant la vitesse du circuit. Plus la capacité est petite, plus l'impact est petit.
Inductance parasite des vias
La via lui-même a une inductance parasite. Dans la conception des circuits numériques à grande vitesse, le préjudice de l'inductance parasite des vias est souvent supérieur à celui de la capacité parasite. L'inductance de la série parasite du VIA affaiblira l'effet du condensateur de dérivation et l'effet de filtrage de l'ensemble du système d'alimentation. Si L représente l'inductance du VIA, H représente la longueur de la VIA, et D représente le diamètre du trou de forage central, l'inductance parasite de la via est approximativement:
L =5. 08h ［ln (4h \/ d) 1］
On peut voir à partir de la formule que le diamètre de la via a un petit impact sur l'inductance, tandis que la longueur de la via a le plus grand impact sur l'inductance.
