關(guān)于過孔對信號傳輸?shù)挠绊?/span>

中信華

　　關(guān)于過孔對信號傳輸?shù)挠绊?/strong>

　　過孔的基本概念

　　過孔（Via)是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費用通常占PCb制板費用的30%~40%。簡單來說，PCB上的每一個孔都可以稱為過孔。

　　從作用上看，過孔可以分成兩類：一是用于各層間的電氣連接；二是用于器件的固定或定位。如從工藝制程來說，這些過孔一般又分為三類，即盲孔（BlindVia)、埋孔（BuriedVia)和通孔（ThroughVia)。盲孔位于PCB的頂層和底層表面，具有一定深度，用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接，孔的深度通常不超過一定的比率（孔徑）。埋孔是指位于PCB內(nèi)層的連接孔，它不會延伸到PCB的表面。上述兩類孔都位于PCB的內(nèi)層，層壓前利用通孔成形工藝完成，在過孔形成過程中可能還會重疊做好幾個內(nèi)層。通孔穿過整個PCB,可用于實現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元器件的安裝定位孔。由于通子工藝上更易于實現(xiàn)，成本較低，所以絕大部分PCB均使用它，而較少采用另外兩種過孔。以下所說的過孔，沒有特殊說明的，均作為通孔考慮。

　　從設(shè)計的角度來看，一個過孔主要由兩部分組成，一是中心鉆孔(DrillHole),二是鉆孔周圍的悍盤區(qū)，如圖1-9-1所示。這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。

圖1-9-1過孔的結(jié)構(gòu)

　　很顯然，在高速、高密度的pcb設(shè)計中，設(shè)計者總是希望過孔越小越好，這樣PCB上可以留有更多的布線空間。此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適用于高速電路。但孔尺寸的減小同時帶來了成本的増加，而且過孔的尺寸不可能無限制地減小，它受到鉆孔（Drill)和電鍍（Plating)等工藝技術(shù)的限制：孔越小，鉆孔需花費的時間越長，也越容易偏離中心位置；且當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時，就無法保證孔壁能均勻鍍銅。比如，如果一塊正常的6層PCB的厚度（通孔深度）為50mil,那么，一般條件下PCB廠家能提供的鉆孔直徑最小只能達(dá)到8mil。隨著激光鉆孔技術(shù)的發(fā)展，鉆孔的尺寸也可以越來越小，一般直徑不大于6mil的過孔就稱為微孔。在HDI(高密度互連結(jié)構(gòu)）設(shè)計中經(jīng)常使用到微孔，微孔技術(shù)可以允許過孔直接打在悍盤上（Via-in-Pad),這大大提高了電路性能，節(jié)約了布線空間。

　　過孔在傳輸線上表現(xiàn)為阻抗不連續(xù)的斷點，會造成信號的反射。一般過孔的等效阻抗比傳輸線低約12%,如50Ω的傳輸線在經(jīng)過過孔時阻抗會減小6Ω(具體和過孔的尺寸、板厚也有關(guān)，不是絕對減小）。但過孔因為阻抗不連續(xù)而造成的反射其實是微乎其微的，其反射系數(shù)僅為（50-44)/(44+50)≈0.06,過孔產(chǎn)生的問題更多地集中于寄生電容和電感的影響。