你得踏入硬件才能讀懂過孔的心酸

時(shí)間：2021-09-24 16:21:42

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做硬件的朋友都知道，PCB過孔的設(shè)計(jì)其實(shí)很有講究，今天為大家分享PCB中過孔的技術(shù)知識(shí)。
在高速PCB設(shè)計(jì)中，往往需要采用多層PCB，而過孔是多層PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。

PCB中的過孔主要由孔、孔周圍的焊盤區(qū)、POWER層隔離區(qū)三部分組成。

01高速PCB中過孔的影響高速PCB多層板中，信號(hào)從某層互連線傳輸?shù)搅硪粚踊ミB線就需要通過過孔來(lái)實(shí)現(xiàn)連接，在頻率低于1GHz時(shí)，過孔能起到一個(gè)很好的連接作用，其寄生電容、電感可以忽略。當(dāng)頻率高于1GHz后，過孔的寄生效應(yīng)對(duì)信號(hào)完整性的影響就不能忽略，此時(shí)過孔在傳輸路徑上表現(xiàn)為阻抗不連續(xù)的斷點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的反射、延時(shí)、衰減等信號(hào)完整性問題。當(dāng)信號(hào)通過過孔傳輸至另外一層時(shí)，信號(hào)線的參考層同時(shí)也作為過孔信號(hào)的返回路徑，并且返回電流會(huì)通過電容耦合在參考層間流動(dòng)，并引起地彈等問題。02過孔的類型過孔一般又分為三類：通孔、盲孔和埋孔。盲孔：是指位于印刷線路板的頂層和底層表面，具有一定深度，用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接，孔的深度與孔徑通常不超過一定的比率。
埋孔：是指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔，它不會(huì)延伸到線路板的表面。
通孔：這種孔穿過整個(gè)線路板，可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔，由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn)且成本比較低，所以一般印制電路板均使用。03高速PCB中的過孔設(shè)計(jì)在高速PCB設(shè)計(jì)中，看似簡(jiǎn)單的過孔，往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的負(fù)面效應(yīng)，為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來(lái)的不利影響，在設(shè)計(jì)中可以盡量做到：

選擇合理的過孔尺寸，對(duì)于多層一般密度的PCB設(shè)計(jì)來(lái)說，選用0.25mm/0.51mm/0.91mm（鉆孔/焊盤/POWER隔離區(qū)）的過孔較好。
對(duì)于一些高密度的PCB，可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm的過孔，也可以嘗試非穿導(dǎo)孔。
對(duì)于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗。
POWER隔離區(qū)越大越好，考慮PCB上的過孔密度，一般為D1=D2 0.41。
PCB上的信號(hào)走線盡量不換層，也就是說盡量減少過孔。
使用較薄的PCB有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)。
電源和地的管腳要就近過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致電感的增加，同時(shí)電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗。
在信號(hào)換層的過孔附近放置一些接地過孔，以便為信號(hào)提供短距離回路。

此外，過孔長(zhǎng)度也是影響過孔電感的主要因素之一，用于頂、底層導(dǎo)通的過孔，過孔長(zhǎng)度等于PCB厚度，由于PCB層數(shù)的不斷增加，PCB厚度常常會(huì)達(dá)到5mm以上。
然而，高速PCB設(shè)計(jì)時(shí)，為減小過孔帶來(lái)的問題，過孔長(zhǎng)度一般控制在2.0mm以內(nèi)。對(duì)于過孔長(zhǎng)度大于2.0mm的過孔，通過增加過孔孔徑，可在一定程度上提高過孔阻抗連續(xù)性，當(dāng)過孔長(zhǎng)度為1.0mm及以下時(shí)，最佳過孔孔徑為0.20mm~0.30mm。# 留言區(qū)福利 #

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