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PCB设计中的过孔的相关问题

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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设计中的过孔知识吧。

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过孔的类型 copyright:pcba-smt.cn

过孔一般又分为三类:通孔、盲孔和埋孔。

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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。

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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。 https://www.pcba-smt.cn/



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: 

(1)过孔不能位于焊盘上;

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(2)器件金属外壳与PCB接触区域向外延伸1.5mm区域内不能有过孔。 

(3)贴片胶点涂或印刷区域内不能有过孔。如采用贴片胶点涂或印刷工艺的CHIP、SOP元件下方的PCB区域。



(4)全通过孔内径原则上要求0.2mm(8mil)及以上,外径的是0.4mm(16mil)以上,有困难地方必须控制在外径为0.35mm(14mil)。

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(5)BGA在0.65mm及以上的设计建议不要用到埋盲孔,成本会大幅度增加。 内容来自:www.pcba-smt.cn

(6)过孔与过孔之间的间距不宜过近,钻孔容易引起破孔,一般要求孔间距0.5mm及以上,0.35mm-0.4mm极力避免,0.3mm及以下禁止。 https://www.pcba-smt.cn/

普通PCB中的过孔 内容来自:www.pcba-smt.cn

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。 内容来自:www.pcba-smt.cn

高速PCB中的过孔



一、影响高速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。

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当频率高于1GHz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。 内容来自:www.pcba-smt.cn

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。 copyright:pcba-smt.cn

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:



(1)选择合理的过孔尺寸。对于多层一般密度的PCB 设计来说,选用0.25mm/0.51mm/0.91mm(钻孔/ 焊盘/ POWER 隔离区)的过孔较好;对于一些高密度的PCB 也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的过孔,也可以尝试非穿导孔;对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗; 

(2)POWER隔离区越大越好,考虑PCB 上的过孔密度,一般为D1=D2+0.41;



(3)PCB上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量减少过孔;

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(4)使用较薄的PCB有利于减小过孔的两种寄生参数; copyright:pcba-smt.cn

(5)电源和地的管脚要就近过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗;

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(6)在信号换层的过孔附近放置一些接地过孔,以便为信号提供短距离回路。 copyright:pcba-smt.cn

标签: PCB设计

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