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第
30
卷第
1
期
2009
年
2
月
河南科技大学学报:自然科学版
Journal
of
Henan
University
of
Science
and
Technology:
Natural
Science
Vo
l.
30
No.l
Feb.
2009
文章编号:
1672 - 6871
(2009)
01
- 0045 - 04
高速印刷电路板间完整通孔的全波特性分析
马德贵
1
,
2
任志军孙玉发
1
(1.安徽大学电子科学与技术学院,安徽合肥
230039;
2.
安徽农业大学工学院,安徽合肥
230036)
摘要:首先将完整通孔分解成内部结构和外部结构,再将外部结构分解成短路问题和天线问题,内部结构分解
成多个单层垂直通孔。分别对各分解部分进行全波分析,并根据各部分连接端口处的电流连续性条件将所有
分解结构连接起来,实现对完整通孔的全波特性分析。给出了三种不同通孔结构的散射参数与损耗,并分析
了损耗产生的原因。
关键询:印刷电路板;通孔;全波特性;双面通孔;垂直通
fL
中图分类号
:TN405.97
文献标识码
:A
。
前言
在现代高速印刷电路板中,为了缩短电子元件间的互连线,多层封装结构已经得到了广泛的应用。
用于多层封装结构中的互连线不仅包括各层面传统意义上的微带线或带状线,而且还包括用于连接各
层面信号线的垂直传输线即所谓的"通孔"。通孔是印刷电路板中最常用的互连线之一,由于它是一种
"不连续"结构,高速信号通过通孔时,其高频分量部分会产生衰减、反射和辐射,引起信号的畸变,带来
一系列信号完整性问题,影响信号的传输,因而对其传输特性进行分析显得尤为重要。
分析通孔结构的方法有很多种,按其适用的频率范围可分为低频方法川和高频方法,这些方法大
都只分析了完整通孔结构的一部分,即通孔外部(双面通孔)和通孔内部(垂直通孔)。文献
[2
- 3
J
应
用矩量法并结合
MP
(Matrix
Pencil)
理论分析了通孔外部结构,文献
[4J
使用网络模型法,文献
[5
J
使用
Foldy-Lax
方程分别对通孔内部结构进行了建模与分析,文献
[6
-7
J
则是对单层完整通孔结构进行了全
疲分析。本文首先将整个通孔分解成外部结构和内部结构,即双面通孔和垂直通孔,然后将双面通孔分
解成天线问题和短路问题,将多层垂直通孔分解成多个单层垂直通孔,再根据各端口的电流连续性条件
将各部分连接成一个整体,完成多层完整通孔的全波特性分析。
1
完整通孔的全波分析
1 . 1
通孔结构
以单个通孔为例,如图
1a
所示,
整个通孔结构由三部分组成:位于
上、下两导电板上的信号线以及用于
连接此两根信号线并穿过两块理想
导电板上孔洞的传输线或垂直通孔,
导电板之间及两导电板表层是相对
介电常数为
8
,的介质。根据等效原
理,理想导电板上的孔洞可以用理想
导体来代替,同时在该填充理想导体
的两侧分别加上一大小相等、方向相
反的等效磁流,这样,整个通孔结构就
一:1...
dlAIZA
回
1
通孔结构及其分解
基金项目:国家自然科学基金项目(
60771034 )
;安徽农业大学校长青年基金项目
(2006qnr25
)
作者简介:马德贵(1
974
- )
,男,安徽宣城人,讲师,硕士生:孙玉发(1
966-)
,男,安徽全椒人,教授,博士后
收稿日期
:2008
-08
-01
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