登录  /   注册

您当前位置:首页>新闻中心 >过孔对信号传输的影响

过孔对信号传输的影响

  • 2019-09-09 00:00
  • 342
    过孔的基本概念

    过孔(Via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%~40%。简单来说,PCB上的每一个孔都可以称为过孔。

    从作用上看,过孔可以分成两类:一是用于各层间的电气连接;二是用于器件的固定或定位。如从工艺制程来说,这些过孔一般又分为三类,即盲孔(BlindVia)、埋孔(BuriedVia)和通孔(ThroughVia)。盲孔位于PCB的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于PCB内层的连接孔,它不会延伸到PCB的表面。上述两类孔都位于PCB的内层,层压前利用通孔成形工艺完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。通孔穿过整个PCB,可用于实现内部互连或作为元器件的安装定位孔。由于通子工艺上更易于实现,成本较低,所以绝大部分PCB均使用它,而较少采用另外两种过孔。以下所说的过孔,没有特殊说明的,均作为通孔考虑。

    从设计的角度来看,一个过孔主要由两部分组成,一是中心钻孔(DrillHole),二是钻孔周围的悍盘区,如图1-9-1所示。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。


过孔的结构


    图1-9-1过孔的结构

    很显然,在高速、高密度的PCB设计中,设计者总是希望过孔越小越好,这样PCB上可以留有更多的布线空间。此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的増加,而且过孔的尺寸不可能无限制地减小,它受到钻孔(Drill)和电镀(Plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如,如果一块正常的6层PCB的厚度(通孔深度)为50mil,那么,一般条件下PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8mil。随着激光钻孔技术的发展,钻孔的尺寸也可以越来越小,一般直径不大于6mil的过孔就称为微孔。在HDI(高密度互连结构)设计中经常使用到微孔,微孔技术可以允许过孔直接打在悍盘上(Via-in-Pad),这大大提高了电路性能,节约了布线空间。

    过孔在传输线上表现为阻抗不连续的断点,会造成信号的反射。一般过孔的等效阻抗比传输线低约12%,如50Ω的传输线在经过过孔时阻抗会减小6Ω(具体和过孔的尺寸、板厚也有关,不是绝对减小)。但过孔因为阻抗不连续而造成的反射其实是微乎其微的,其反射系数仅为(50-44)/(44+50)≈0.06,过孔产生的问题更多地集中于寄生电容和电感的影响。