PCB科技 - PCB過孔及其功能和應用

Via是 多層PCB, 鑽孔成本通常占PCB製造成本的30%-40%. 簡單地說, PCB上的每個孔都可以稱為通孔. 從功能的角度來看, 過孔可分為兩類：一類用於層間的電力連接； 另一個用於固定或定位設備. 在流程方面, 這些過孔通常分為3類, 即盲孔, 埋入過孔和穿過過孔. 盲孔位於印刷電路板的頂部和底部表面，具有一定深度. 它們用於連接表面線和下麵的內部線. The depth of the hole usually does not exceed a certain ratio (aperture).

從設計角度來看，通孔主要由兩部分組成，一部分是中間的鑽孔，另一部分是鑽孔周圍的襯墊區域。 這兩個部分的大小决定了通孔的大小。 顯然，在高速、高密度PCB設計中，設計者總是希望通孔越小越好，這樣可以在板上留下更多的佈線空間。 此外，通孔越小，其自身的寄生電容越大。 它越小，越適合高速電路。 然而，孔尺寸的减小也會帶來成本的新增，並且通孔的尺寸不能無限减小。 它受到鑽孔和電鍍等工藝科技的限制：孔越小，鑽孔越多，所需時間越長，越容易偏離中心位置； 當孔的深度超過鑽孔直徑的6倍時，不能保證孔壁均勻鍍銅。 例如，如果普通6層PCB板的厚度（通孔深度）為50Mil。

然後, 在正常條件下, 最小孔徑 PCB製造商 只能提供8Mil. 隨著雷射打孔科技的發展, 孔的尺寸可以越來越小. 通常地, 直徑小於或等於6Mils的通孔稱為微孔. Microvias are often used in HDI (High Density Interconnect Structure) designs. Microvia technology allows vias to be directly punched on the pad (Via-in-pad), 大大提高了電路效能，節省了佈線空間.

過孔的寄生電容和電感

通孔本身具有寄生寄生寄生電容。 如果已知通孔接地層上的阻焊劑的直徑為D2，通孔焊盤的直徑為D1，PCB板的厚度為T，板基板的介電常數為ε，則通孔的寄生電容類似於：

C=1.41εTD1/（D2-D1）

通孔寄生電容對電路的主要影響是延長訊號的上升時間並降低電路速度。 例如，對於厚度為50Mil的PCB，如果使用的過孔焊盤的直徑為20Mil（孔的直徑為10mil），而阻焊板的直徑為40Mil，則我們可以使用上述公式近似過孔的尺寸。寄生電容大致為：

C=1.41x4.4x0.050x0.020/（0.040-0.020）=0.31pF

這部分電容引起的上升時間變化量大致為：

T10-90=2.2C（Z0/2）=2.2x0.31x（50/2）=17.05ps

從這些值可以看出，雖然單個過孔的寄生電容引起的上升延遲的影響不是很明顯，但如果在軌跡中多次使用過孔來在層之間切換，則將使用多個過孔。， 必須仔細考慮設計。 在實際設計中，可以通過新增通孔和銅區域（反焊盤）之間的距離或减小焊盤的直徑來减少寄生電容。

如何使用過孔

通過以上對過孔寄生特性的分析可以看出，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往會給電路設計帶來很大的負面影響。 為了减少過孔寄生效應引起的不利影響，可以在設計中執行以下操作：

A考慮成本和訊號質量，選擇合理的通孔尺寸。 如有必要，您可以考慮使用不同尺寸的過孔。 例如，對於電源或接地過孔，可以考慮使用較大的尺寸來减少阻抗，對於訊號跡線，可以使用較小的過孔。 當然，隨著通孔尺寸的减小，相應的成本也會新增。

B可以得出上面討論的兩個公式，使用較薄的PCB有助於减少過孔的兩個寄生參數。

C、PCB板上的訊號軌跡不應盡可能多地改變，這意味著不應盡可能多地使用不必要的過孔。

D電源和接地的引脚應在附近鑽孔，通孔和引脚之間的導線應盡可能短。 考慮並行鑽取多個過孔，以减少等效電感。

E在訊號變化層的過孔附近放置一些接地過孔，以提供最接近訊號的回路。 您甚至可以在PCB上放置一些冗餘的接地過孔。

F表示高密度 高速PCB 董事會, 您可以考慮使用微通孔.