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过孔(via)是PCB设计中的一个重要知识点,特别是对高速多层PCB设计来说,过孔的设计需要引起工程师的重视。接下来一起来了解下PCB设计中的过孔知识。
过孔的类型
过孔一般又分为三类:通孔、盲孔和埋孔。
盲孔:指位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度与孔径通常不超过一定的比率。
埋孔:指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。
通孔:这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以一般印制电路板均使用。
过孔的设计规则
综合设计与生产,工程师需要考虑以下问题:
普通PCB中的过孔
在普通PCB 设计中,过孔的寄生电容和寄生电感对PCB设计的影响较小,对1-4层PCB 设计,一般选用0.36mm/0.61mm/1.02mm(钻孔/ 焊盘/POWER 隔离区)的过孔较好,一些特殊要求的信号线(如电源线、地线、时钟线等)可选用0.41mm/0.81mm/1.32mm 的过孔,也可根据实际选用其余尺寸的过孔。
高速PCB的过孔
高速PCB多层板中,信号从某层互连线传输到另一层互连线就需要通过过孔来实现连接,在频率低于1GHz时,过孔能起到一个很好的连接作用,其寄生电容、电感可以忽略。
当频率高于1 GHz后,过孔的寄生效应对信号完整性的影响就不能忽略,此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点,会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。
当信号通过过孔传输至另外一层时,信号线的参考层同时也作为过孔信号的返回路径,并且返回电流会通过电容耦合在参考层间流动,并引起地弹等问题。
可见,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,工程师在设计中可以尽量做到:
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