敬鹏电子

敬鹏电子

过孔在多层PCB板设计中的重要性

过孔(via)是多层PCB不可或缺的组成部分之一,通常钻孔费用占据PCB制作成本的30%至40%。简单来说,每个孔都被称为过孔。过孔根据其作用可分为两类:一是在不同层间建立电气连接,另一是作为器件的固定或定位。根据工艺,过孔分为三类:盲孔、埋孔和通孔。盲孔连接印刷线路板的顶层和底层,深度有限,主要连接表层和内层线路。埋孔位于板的内部,不延伸至表面。通孔则贯穿整个板,可用于内部互连或器件安装。通孔成本较低,因此通常在制作中使用。

过孔设计的考虑因素

过孔主要由钻孔和焊盘组成,决定了其尺寸。在高速、高密度的PCB设计中,设计师通常希望过孔尺寸尽可能小,以保留更多布线空间并减小寄生电容。然而,减小孔径也增加了成本。过孔尺寸受到钻孔和电镀等工艺技术的限制,小孔径需要更长的钻孔时间,且可能偏离中心位置。此外,孔深超过钻孔直径6倍会影响镀铜质量。随着激光钻孔技术发展,微孔变得可行,提供更小的过孔尺寸。

过孔对电路性能的影响

过孔引起信号的反射,在传输线上形成阻抗不连续。过孔等效阻抗通常比传输线低12%左右。过孔还有寄生电容和电感。寄生电容导致信号上升时间延长,影响电路速度。寄生电感在高速数字电路设计中更为严重,可削弱电源系统的滤波效果。

过孔的使用策略

在高速PCB设计中,过孔可能带来负面效应。为减小寄生效应,设计时可以考虑以下策略:

  1. 根据成本和信号质量选择合理过孔尺寸,信号线可用较小过孔,电源/地线可用较大过孔。
  2. 选择较薄PCB板以减小寄生参数。
  3. 尽量避免信号换层,减少不必要的过孔。
  4. 电源/地线就近打过孔,引线尽量短。甚至可以并联多个过孔。
  5. 在信号换层过孔附近放置接地过孔,为信号提供近回路。
  6. 在密度较高PCB板中使用微型过孔。

通过这些策略,可以减小过孔的负面影响,提高PCB设计的性能。

滚动至顶部