直角のPCBトレースは製造中に問題を引き起こす可能性があるため、避けるべきであることを理解しています。
しかし、ビアを通る直角はどうでしょうか?これは悪影響がありますか?
多層基板を使用していますが、スペースがあまりありません。ビアを配置できる唯一の場所が、接続したいパッドのすぐ隣にあり、トレースが真上から来ている点に出くわしました。
直角のPCBトレースは製造中に問題を引き起こす可能性があるため、避けるべきであることを理解しています。
しかし、ビアを通る直角はどうでしょうか?これは悪影響がありますか?
多層基板を使用していますが、スペースがあまりありません。ビアを配置できる唯一の場所が、接続したいパッドのすぐ隣にあり、トレースが真上から来ている点に出くわしました。
回答:
「製造中に問題を引き起こす可能性があるため」
直角のトレースが緩んだ場合、別のPCB製造業者に行く必要があります。高品質のPCBには、この問題はもうありません。
HFボードでは、放射が原因で直角が避けられます(参照、p.14)。それ以外の場合、唯一の理由は審美的なようです。ボードの反対側にあるビアを任意の方向に安全に分けることができます。
HFボードの場合、ビアは余分なインダクタンスとキャパシタンスを引き起こし、特性インピーダンスを変化させるため反射を引き起こすことに注意してください。
直角を避ける理由は、シグナルインテグリティのために配線されたトレースに不連続性が生じるためです。
これは、2つの異なる物理的現象によって引き起こされます。
1:インダクターまたはコンデンサーと同じように、わずかな遅延の後に波面はそれ自身と相互作用します(HまたはE電界はそれぞれ)
2:直角コーナーにはより多くの銅が含まれているため、インピーダンスが異なります。
他の信号(トレーストレースかどうか)と同様に、その媒体のインピーダンスが突然変化した場合、共振回路を作成します。
これは、任意の信号周波数に関連します。重要なのはエッジの速度です。
正弦波の場合、信号周波数が本当に高い周波数でない限り、これは問題になりません。しかし、デジタル信号の場合、どのエッジでも、デューティサイクルと組み合わされた立ち上がり時間と立ち下がり時間の一連の高調波が得られます。これにより、「無限の」一連の高調波が作成されます(実際には100以上は非常に小さく、ノイズ以下です)。これらの高調波は、トレースの不整合インピーダンスのフィルター効果のため、リンギングと見なされます。
これは1kHz信号でも1GHz信号でも問題ではありません。唯一の違いは高調波のサイズと数であり、その位置ではありません。
もちろん、信号自体の関連する高調波を取得します。また、立ち上がり時間と立ち下がり時間は信号の周期の半分未満になることはないため、それらは密接に関連しているため(周期信号の場合)、よく混同されます。
現在、これらの高調波のいずれかが不連続の共振周波数の位置にある場合、放射が発生するか、さらに悪いことに、信号が破損するほど悪いリンギングが発生します。
(2)角を丸くすることで回避できます。45度で折り畳まれた細い紙を想像してください。角が取れず、面取りができます。
(1)直角を避けることで回避できますが、ほとんどの信号と回路の感度では、これは実際には問題ではありません。
質問に戻ります。
ビアについては問題があります。ビアは、環状のリングが原因で好むと好まざると、不連続性を導入します。これは、理由(2)がビアに対して無関係であり、(ほとんど)回避することが不可能になることを意味します。環状の右の効果は、トレース幅のバンプよりもはるかに悪くなります。
(1)通常、ビアはプレーンを介して別のレイヤーに信号をルーティングするため、ビアには適用されません。磁力線はプレーンを通過しないため、効果は除去されますが、プレーンを通過する信号はそれ自体の不連続性も作成し、慎重に設計しない限り、インピーダンスの変化ははるかに大きくなります。
結論:
非常に高い周波数を処理している場合を除き、ビアの正しい動作については心配しないでください。ただし、高速エッジまたは高周波(特に両方)のビアについては心配しないでください。