当PCB有大量通孔和过孔时,需要注意防止它们的反焊盘合并在一起,从而破坏信号线的电流返回路径。也就是说,在PCB完工后,你要仔细检查一下,参考平面上的避让区域有没有破坏上面信号线的回流路径。
在高密度多层PCB板上,经常会有高密度的VLSI器件,连接器等。
有时候信号线不得不穿过它们。
这些VLSI器件和连接器,往往会有大量的过孔,而过孔的避让,即反焊盘,会使得参考平面支零破碎。
而这个时候,如果信号线在支零破碎的参考平面的上方走过,但是其回流又无法在它的下方的参考平面上找到路径,只好绕着走,这会增加环路电感,带来信号完整性和EMC问题。
就如下图所示。
当一根信号线的下方,是有很多孔的参考平面时,会造成环路电感的增加。
在高密度VLSI器件和连接器中,由于相邻通孔周围的反焊盘,高密度引脚分配会导致大量过孔,可能导致孔间没法铺进铜。
如下图所示,并行数字总线中的信号线,管脚和过孔周围过大的反焊盘导致它们中间无法铺铜,从而使返回电流无法在信号线下方找到返回路径,只能绕道走。
参考平面中的避让构成了参考平面中的一个槽,迫使走线下方的回流绕过没铜的区域,以到达其他连接器中的返回引脚。如下图所示。
当相邻通孔的反焊盘之间保持足够的间隔时,让铜能铺进去,此时回流可沿着迹线下方的路径走,因此性能得到显著的改进。
相邻反焊盘之间的间隙S,推荐不小于反焊盘直径的1/3.
当大量信号走线,由于布局或布线限制而必须穿越层时,会产生过孔,而这些相邻过孔在参考平面上的反焊盘合并在一起,在参考平面中形成了一个大间隙,破坏了回流路径。如下图所示。
为了能够避免上面说的这些情况,可以采用下面的方法:
(1) 减小反焊盘半径
反焊盘的半径应该尽量小,从而使通孔间可以铺上铜。
(2) 避免反焊盘合并
尽量减小反焊盘的半径,或者增加通孔之间的间距
(3) 尽量减少换层
换层会对信号完整性和EMC的性能产生不利影响,信号线的不必要的换层,会增加大量穿过参考平面的过孔。
(4) 使用盲孔
(5) 焊盘填充
当有一定的间隙,可以在参考平面的反焊盘之间提供填充。比如在连接器的引脚之间,形成铜的网格。虽然这种解决方案不如实心平面好,但绝对比平面上有间隙好。尽管它们可能很细,但这些迹线仍然提供了一个返回路径。
审核编辑:汤梓红
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原文标题:画完PCB后,还要检查一下是不是存在这个问题
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