目前高速PCB板的設計在通信、計算機、圖形圖像處理等領域應用廣泛
，所有高科技附加值的電子產品設計都在追求低功耗、低電磁輻射
、高可靠性、小型化
、輕型化等特點，為了達到以上目標，在高速PCB板設計中，過孔設計是一個重要因素。

 

 

過孔是多層PCB板設計中的一個重要因素，一個過孔主要由三部分組成，一是孔；二是孔周圍的焊盤區；三是POWER層ceng隔ge離li區qu。過guo孔kong的de工gong藝yi過guo程cheng是shi在zai過guo孔kong的de孔kong壁bi圓yuan柱zhu麵mian上shang用yong化hua學xue沉chen積ji的de方fang法fa鍍du上shang一yi層ceng金jin屬shu，用yong以yi連lian通tong中zhong間jian各ge層ceng需xu要yao連lian通tong的de銅tong箔bo
，而er過guo孔kong的de上shang下xia兩liang麵mian做zuo成cheng普pu通tong的de焊han盤pan形xing狀zhuang
，可ke直zhi接jie與yu上shang下xia兩liang麵mian的de線xian路lu相xiang通tong，也ye可ke不bu連lian。過guo孔kong可ke以yi起qi到dao電dian氣qi連lian接jie，固gu定ding或huo定ding位wei器qi件jian的de作zuo用yong。過guo孔kong示shi意yi圖tu如ru圖tu1 所示。

圖1：過孔示意圖

 

過孔一般又分為三類：盲孔
、埋孔和通孔。

 

盲(mang)孔(kong)，指(zhi)位(wei)於(yu)印(yin)刷(shua)線(xian)路(lu)板(ban)的(de)頂(ding)層(ceng)和(he)底(di)層(ceng)表(biao)麵(mian)，具(ju)有(you)一(yi)定(ding)深(shen)度(du)
，用(yong)於(yu)表(biao)層(ceng)線(xian)路(lu)和(he)下(xia)麵(mian)的(de)內(nei)層(ceng)線(xian)路(lu)的(de)連(lian)接(jie)，孔(kong)的(de)深(shen)度(du)與(yu)孔(kong)徑(jing)通(tong)常(chang)不(bu)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)的(de)比(bi)率(lv)。

 

埋孔
，指位於印刷線路板內層的連接孔
，它不會延伸到線路板的表麵。

 

盲mang孔kong與yu埋mai孔kong兩liang類lei孔kong都dou位wei於yu線xian路lu板ban的de內nei層ceng，層ceng壓ya前qian利li用yong通tong孔kong成cheng型xing工gong藝yi完wan成cheng，在zai過guo孔kong形xing成cheng過guo程cheng中zhong可ke能neng還hai會hui重zhong疊die做zuo好hao幾ji個ge內nei層ceng。通tong孔kong，這zhe種zhong孔kong穿chuan過guo整zheng個ge線xian路lu板ban
，可ke用yong於yu實shi現xian內nei部bu互hu連lian或huo作zuo為wei元yuan件jian的de安an裝zhuang定ding位wei孔kong。由you於yu通tong孔kong在zai工gong藝yi上shang更geng易yi於yu實shi現xian
，成cheng本ben較jiao低di，所suo以yi一yi般ban印yin製zhi電dian路lu板ban均jun使shi用yong通tong孔kong。過guo孔kong的de分fen類lei如ru圖tu2 所示。

圖2：過孔的分類

 

 

過孔本身存在著對地的寄生電容，若過孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2
，過孔焊盤的直徑為D1，PCB的厚度為T，板基材介電常數為E，則過孔的寄生電容大小近似於：

 

C=1.41ETD1/（D2-D1）

 

過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間，降低了電路的速度，電容值越小則影響越小。

 

 

過guo孔kong本ben身shen就jiu存cun在zai寄ji生sheng電dian感gan，在zai高gao速su數shu字zi電dian路lu的de設she計ji中zhong，過guo孔kong的de寄ji生sheng電dian感gan帶dai來lai的de危wei害hai往wang往wang大da於yu寄ji生sheng電dian容rong的de影ying響xiang。過guo孔kong的de寄ji生sheng串chuan聯lian電dian感gan會hui削xue弱ruo旁pang路lu電dian容rong的de作zuo用yong
，減jian弱ruo整zheng個ge電dian源yuan係xi統tong的de濾lv波bo效xiao用yong。若ruoL指過孔的電感
，h是過孔的長度
，d是中心鑽孔的直徑，過孔的寄生電感近似於：

 

L=5.08h［ln（4h/d）+1］

 

從式中可以看出，過孔的直徑對電感的影響較小
，而對電感影響最大的是過孔的長度。

 

非穿導孔包含盲孔和埋孔。在非穿導孔技術中，盲孔和埋孔的應用，可以極大地降低PCB 的尺寸和質量
，減少層數
，提高電磁兼容性
，增加電子產品特色，降低成本，同時也會使得設計工作更加簡便快捷。

 

在傳統PCB 設計和加工中
，通孔會帶來許多問題。首先它們占居大量的有效空間，其次大量的通孔密集一處也對多層PCB內(nei)層(ceng)走(zou)線(xian)造(zao)成(cheng)巨(ju)大(da)障(zhang)礙(ai)，這(zhe)些(xie)通(tong)孔(kong)占(zhan)去(qu)走(zou)線(xian)所(suo)需(xu)的(de)空(kong)間(jian)
，它(ta)們(men)密(mi)集(ji)地(di)穿(chuan)過(guo)電(dian)源(yuan)與(yu)地(di)線(xian)層(ceng)的(de)表(biao)麵(mian)，還(hai)會(hui)破(po)壞(huai)電(dian)源(yuan)地(di)線(xian)層(ceng)的(de)阻(zu)抗(kang)特(te)性(xing)，使(shi)電(dian)源(yuan)地(di)線(xian)層(ceng)失(shi)效(xiao)。且(qie)常(chang)規(gui)的(de)機(ji)械(xie)法(fa)鑽(zuan)孔(kong)將(jiang)是(shi)采(cai)用(yong)非(fei)穿(chuan)導(dao)孔(kong)技(ji)術(shu)工(gong)作(zuo)量(liang)的(de)20倍。

 

在PCB設計中，雖然焊盤、過(guo)孔(kong)的(de)尺(chi)寸(cun)已(yi)逐(zhu)漸(jian)減(jian)小(xiao)
，但(dan)如(ru)果(guo)板(ban)層(ceng)厚(hou)度(du)不(bu)按(an)比(bi)例(li)下(xia)降(jiang)，將(jiang)會(hui)導(dao)致(zhi)通(tong)孔(kong)的(de)縱(zong)橫(heng)比(bi)增(zeng)大(da)，通(tong)孔(kong)的(de)縱(zong)橫(heng)比(bi)增(zeng)大(da)會(hui)降(jiang)低(di)可(ke)靠(kao)性(xing)。隨(sui)著(zhe)先(xian)進(jin)的(de)激(ji)光(guang)打(da)孔(kong)技(ji)術(shu)、等離子幹腐蝕技術的成熟

，應用非貫穿的小盲孔和小埋孔成為可能，若這些非穿導孔的孔直徑為0.3mm，所帶來的寄生參數是原先常規孔的1/ 10左右，提高了PCB的可靠性。由於采用非穿導孔技術，使得PCB上大的過孔會很少，因而可以為走線提供更多的空間。

 

剩餘空間可以用作大麵積屏蔽用途
，以改進EMI / RFI 性(xing)能(neng)。同(tong)時(shi)更(geng)多(duo)的(de)剩(sheng)餘(yu)空(kong)間(jian)還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)內(nei)層(ceng)對(dui)器(qi)件(jian)和(he)關(guan)鍵(jian)網(wang)線(xian)進(jin)行(xing)部(bu)分(fen)屏(ping)蔽(bi)，使(shi)其(qi)具(ju)有(you)最(zui)佳(jia)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)。采(cai)用(yong)非(fei)穿(chuan)導(dao)孔(kong)
，可(ke)以(yi)更(geng)方(fang)便(bian)地(di)進(jin)行(xing)器(qi)件(jian)引(yin)腳(jiao)扇(shan)出(chu)
，使(shi)得(de)高(gao)密(mi)度(du)引(yin)腳(jiao)器(qi)件(jian)（如BGA 封裝器件）很容易布線，縮短連線長度，滿足高速電路時序要求。

 

 

在普通PCB 設計中
，過孔的寄生電容和寄生電感對PCB 設計的影響較小，對1-4層PCB 設計
，一般選用0.36mm/0.61mm/1.02mm，（鑽孔/ 焊盤/POWER隔離區）的過孔較好，一些特殊要求的信號線（如電源線、地線、時鍾線等）可選用0.41mm/0.81mm/1.32mm的過孔

，也可根據實際選用其餘尺寸的過孔。

 

通過上麵對過孔寄生特性的分析，我們可以看到
，在高速PCBshejizhong
，kansijiandandeguokongwangwangyehuigeidianludeshejidailaihendadefumianxiaoying。weilejianxiaoguokongdejishengxiaoyingdailaidebuliyingxiang，zaishejizhongkeyijinliangzuodao：

 

（1）選擇合理的過孔尺寸。對於多層一般密度的PCB設計來說，選用0.25mm/0.51mm/0.91mm（鑽孔/ 焊盤/ POWER隔離區）的過孔較好
；對於一些高密度的PCB 也可以使用 0.20mm/0.46mm/0.86mm的過孔，也可以嚐試非穿導孔；對於電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗

；

 

（2）POWER 隔離區越大越好，考慮PCB上的過孔密度
，一般為D1=D2+0.41mm

 

（3）PCB上的信號走線盡量不換層，也就是說盡量減少過孔；

 

（4）使用較薄的PCB 有利於減小過孔的兩種寄生參數；

 

（5）dianyuanhedideguanjiaoyaojiujinzuoguokong
，guokongheguanjiaozhijiandeyinxianyueduanyuehao，yinweitamenhuidaozhidiangandezengjia。tongshidianyuanhedideyinxianyaojinkenengcu，yijianshaozukang；

 

（6）zaixinhaohuancengdeguokongfujinfangzhiyixiejiediguokong
，yibianweixinhaotigongduanjulihuilu。dangran
，zaishejishihaixujutiwentijutifenxi。congchengbenhexinhaozhiliangliangfangmianzonghekaolv，zaigaosuPCB 設she計ji時shi
，設she計ji者zhe總zong是shi希xi望wang過guo孔kong越yue小xiao越yue好hao，這zhe樣yang板ban上shang可ke以yi留liu有you更geng多duo的de布bu線xian空kong間jian
，此ci外wai，過guo孔kong越yue小xiao，其qi自zi身shen的de寄ji生sheng電dian容rong也ye越yue小xiao，更geng適shi合he用yong於yu高gao速su電dian路lu。在zai高gao密mi度duPCB設計中
，采用非穿導孔以及過孔尺寸的減小同時帶來了成本的增加，而且過孔的尺寸不可能無限製地減小
，它受到PCB廠家鑽孔和電鍍等工藝技術的限製，在高速PCB的過孔設計中應給以均衡考慮。