При использовании микроотверстия в площадке и панель заземления, по существу на землю нет индуктивности, а если питание используется как второй слой под микроотверстием, то будет только минимум индуктивности на питание. Близкая природа этой комбинации питания/заземления будет снижать петлю индуктивности и обеспечивать достаточное количество развязывающей емкости. И финальным преимуществом является сокращение части пространства и укорачивание всех сигнальных дорожек. Рис. 8а и Рис.8b показывают высокоскоростную многослойную плату с контролем импеданса переработанную с использованием только микроотверстий в площадке [5]. Никакие детали не изменились и было замечено минимальные зазоры текущей сборки. Преимущества с точки зрения затрат и размеров выглядят как: около 40% снижение затрат, сокращение слоев с 12 до 8, уменьшение размеров на 40%, что позволяет увеличить производительность на производственной панели. Значительно улучшилась целостность сигнала.
Обратите внимание, что Рис.8а показывает 12-слойную плату с контролем импеданса, которая была переработана, используя только микроотверстия-в-площадках для поверхностного монтажа. Оригинальная версия со сквозными отверстиями показана в левой части рисунка, а версия с микроотверстиями, требующая только 8 слоев, показана справа. Также обратите внимание, что Рис. 8b показывает вторую сторону переработанной платы, иллюстрирую преимущества слепых отверстий и концепции разработки отверстия-в-площадках.
Распределение Питания/Заземления
Удержание индуктивности распределения питания и заземления на низком уровне – это основная цель, если планируется использовать схемы с быстрым временем нарастания. Два фактора влияют на индуктивность межсоединения питания и земли – это физическая длина пути и разделение между реальными панелями питания и заземления.
И снова обратимся к совету Богатина [3]: «Использование очень тонких слоев диэлектрика между панелями питания и заземления приводит к очень низкой петле индуктивности для токов питания и заземления. Для двух прямоугольных листов проводника, разделенных толщиной диэлектрика h, петля индуктивности для тока, идущего на одну поверхность и возвращающегося обратно на другую, выражается как:
Петля индуктивности уменьшается, если расстояние между питанием и заземлением сокращается.
«Когда толщина диэлектрика 1 мил, петля индуктивности может быть 33 pH/квадрат. Когда ток идет в проводниках в форме квадрата и имеющих одинаковую длину и ширину, то петля индуктивности не зависит от размера квадрата. Это представляет собой грубое приближение к типичной индуктивности межсоединений в панелях питания и заземления. Между площадками развязывающего конденсатора и площадками присоединения чипов, соединяющая петля индуктивности может составлять около одного квадрата. Тонкие слои HDI могут удерживать индуктивность питания и заземления очень низкой [3]».
Источник: Журнал The PCB Magazine Октябрь 2017