PCB過孔技術(shù)全介紹

一．PCB過孔的基礎(chǔ)知識(shí)

過孔（via）是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費(fèi)用通常占PCB制板費(fèi)用的30%到40%。從過孔作用上可以分成各層間的電氣 連接和用作器件的固定或定位兩類。從工藝制程上來過孔一般又分為三類，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔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，孔的深度通常不超過一定的比率(孔徑)。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。上述兩類孔都位于線路板的內(nèi)層，層壓前利用通孔成型工藝完成，在過孔形成過程中可能還會(huì)重疊做好幾 個(gè)內(nèi)層。第三種稱為通孔，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)，成本較低，所以絕大部分印刷電 路板均使用它，而不用另外兩種過孔。從設(shè)計(jì)的角度來看，一個(gè)過孔主要由中間的鉆孔（drill hole）和鉆孔周圍的焊盤區(qū)構(gòu)成，這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。過孔越小，其自身的寄生電容也越小，適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時(shí)帶來 了成本的增加，又受到鉆孔(drill)和電鍍（plating）等工藝技術(shù)的限制。

二．關(guān)于過孔的寄生電容

過孔的寄生電容過孔本身存在著對(duì)寄生地的雜散電容，過孔的寄生電容會(huì)給電路造成的主要影響是延長了信號(hào)的上升時(shí)間，降低了電路的速度。盡管單個(gè)過孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用過孔進(jìn)行層間的切換，設(shè)計(jì)者還是要慎重考慮的。

三．關(guān)于過孔的寄生電感

過孔存在寄生電容的同時(shí)也存在著寄生電感，在高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電 感會(huì)削弱旁路電容的貢獻(xiàn)，減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。過孔的直徑對(duì)電感的影響較小，而對(duì)電感影響最大的是過孔的長度。過孔產(chǎn)生的阻抗在有高頻電流的通過 已經(jīng)不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過兩個(gè)過孔，這樣過孔的寄生電感就會(huì)成倍增加。

四、關(guān)于過孔的使用

1．從成本和信號(hào)質(zhì)量兩方面考慮，選擇合理尺寸的過孔大小。必要時(shí)可以考慮使用不同尺寸的過孔，比如對(duì)于電源或地線的過孔，可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗，而對(duì)于信號(hào)走線，則可以使用較小的過孔。當(dāng)然隨著過孔尺寸減小，相應(yīng)的成本也會(huì)增加。

2．上面討論的兩個(gè)公式可以得出，使用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)。

3．PCB板上的信號(hào)走線盡量不換層，也就是說盡量不要使用不必要的過孔。

4．電源和地的管腳要就近打過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好?？梢钥紤]并聯(lián)打多個(gè)過孔，以減少等效電感。

5．在信號(hào)換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號(hào)提供最近的回路。甚至可以在PCB板上放置一些多余的接地過孔。

6．對(duì)于密度較高的高速PCB板，可以考慮使用微型過孔。