Untersuchung der Auswirkungen von Vias auf mehrlagigen Leiterplatten

URN urn:nbn:de:gbv:705-opus-28289
URL
Dokumentart: Dissertation
Institut: Lehrstuhl: Grundlagen der Elektrotechnik
Fakultät: Fakultät Elektrotechnik
Hauptberichter: Dickmann, Stefan (Prof. Dr.-Ing.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.12.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum:
SWD-Schlagwörter: Gedruckte Schaltung , Elektromagnetische Verträglichkeit , Modellierung
Freie Schlagwörter (Deutsch): Koppelmechanismus , Störausbreitung
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften

Kurzfassung auf Deutsch:

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen von Vias auf mehrlagigen Leiterplatten untersucht. Dazu wird als Erstes die Modellierung der Leitungen, des Spannungsversorgungssystems (SVS) und der Vias diskutiert. Das Verhalten der Leitungen wird durch die Leitungstheorie in Verbindung mit analytischen Näherungslösungen zur Charakterisierung ihrer elektrischen Eigenschaften beschrieben. Zur Beschreibung des SVS werden das Hohlraumresonatormodell und die modi zierte Modalsummation verwendet. Bei der Modellierung der Vias kommen Modelle aus diskreten Elementen zum Einsatz. Dabei werden die Modellelemente mittels analytischer Näherungslösungen berechnet und mittels eines Optimierungsalgorithmus aus den Referenzdaten von Messungen mit einem Netzwerkanalysator und 3D-Feldsimulationen extrahiert. Anschließend wird mit einer Kombination dieser Modellierungen der Ein uss des Vias auf die Signalausbreitung zwischen den Lagen und dieWechselwirkung zwischen dem Via und dem SVS untersucht. Dabei werden die Modellvorhersagen mit den Ergebnissen von Messungen und 3D-Feldsimulationen verglichen. Der Ein uss der Diskontinuitäat in der Signalausbreitung aufgrund des Vias auf die Re exion an den angeschlossenen Leitungen und die Signalverzögerung entlang des Vias werden untersucht. Im SVS angeregte Hohlraummoden zwischen den Lagen koppeln über das Via in die Signallagen ein. Weiterhin werden aufgrund des Signalrückstromes in der Nähe des Vias neue Hohlraummoden im SVS angeregt. Um diese unerwünschten Auswirkungen von Vias zu vermeiden, sollten Entwurfs-Regeln beachtet werden. Es werden Regeln für die Wahl der geometrischen Parameter und die Positionierung des Vias aus den Näherungslösungen zur Beschrei bung der physikalischen Vorgänge und den vorherigen Untersuchungen an den Vias abgeleitet und anschließend mit 3D-Feldsimulationen untersucht. Schließlich wird der Einfluss von Ground-Vias auf die Signalausbreitung, die Kopplung zum SVS und die Kopplung zwischen zwei Vias untersucht.

Hinweis zum Urheberrecht

Für Dokumente, die in elektronischer Form über Datenenetze angeboten werden, gilt uneingeschränkt das Urheberrechtsgesetz (UrhG). Insbesondere gilt:

Einzelne Vervielfältigungen, z.B. Kopien und Ausdrucke, dürfen nur zum privaten und sonstigen eigenen Gebrauch angefertigt werden (Paragraph 53 Urheberrecht). Die Herstellung und Verbreitung von weiteren Reproduktionen ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Urhebers gestattet.

Der Benutzer ist für die Einhaltung der Rechtsvorschriften selbst verantwortlich und kann bei Mißbrauch haftbar gemacht werden.