【提問(wèn)】：在 PCB 設(shè)計(jì)中，過(guò)孔是連接不同走線(xiàn)層的重要元件，但過(guò)孔也會(huì)對(duì)走線(xiàn)特性產(chǎn)生影響，具體有哪些影響？如何優(yōu)化過(guò)孔設(shè)計(jì)，減少其對(duì)信號(hào)完整性的影響？捷配在過(guò)孔加工中有哪些工藝優(yōu)勢(shì)？

【解答】：過(guò)孔是 PCB 中不可或缺的元件，分為通孔、埋孔和盲孔三種。過(guò)孔雖然實(shí)現(xiàn)了不同層走線(xiàn)的連接，但也會(huì)對(duì)走線(xiàn)特性產(chǎn)生負(fù)面影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，阻抗不連續(xù)，過(guò)孔的結(jié)構(gòu)包括焊盤(pán)、孔壁和反焊盤(pán)，其阻抗與走線(xiàn)的阻抗存在差異，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)在過(guò)孔處發(fā)生反射，影響信號(hào)完整性。第二，寄生參數(shù)，過(guò)孔的孔壁存在寄生電感，焊盤(pán)和反焊盤(pán)之間存在寄生電容，這些寄生參數(shù)會(huì)降低信號(hào)的傳輸速度，增加信號(hào)的損耗，在高速信號(hào)中尤為明顯。第三，串?dāng)_，過(guò)孔之間的間距較小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁耦合，導(dǎo)致串?dāng)_問(wèn)題。此外，過(guò)孔還會(huì)破壞參考平面的完整性，增加相鄰走線(xiàn)的串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)。第四，信號(hào)損耗，過(guò)孔的孔壁粗糙度會(huì)增加信號(hào)的傳輸損耗，尤其是在高頻信號(hào)中，損耗會(huì)隨著頻率的升高而增大。

 

為減少過(guò)孔對(duì)走線(xiàn)特性的影響，可通過(guò)以下方法優(yōu)化過(guò)孔設(shè)計(jì)：第一，減少過(guò)孔數(shù)量，在設(shè)計(jì)中盡量采用單層或雙層走線(xiàn)，減少過(guò)孔的使用，尤其是在高速信號(hào)走線(xiàn)上，應(yīng)盡量避免過(guò)孔。第二，優(yōu)化過(guò)孔結(jié)構(gòu)，減小過(guò)孔的直徑和焊盤(pán)尺寸，增加反焊盤(pán)的尺寸，降低寄生電容和寄生電感。同時(shí)，采用無(wú)鉛焊盤(pán)設(shè)計(jì)，減少焊盤(pán)對(duì)阻抗的影響。第三，設(shè)置接地過(guò)孔，在信號(hào)過(guò)孔周?chē)O(shè)置接地過(guò)孔，可有效吸收過(guò)孔產(chǎn)生的電磁輻射，減少串?dāng)_。接地過(guò)孔與信號(hào)過(guò)孔的間距應(yīng)不小于 2 倍過(guò)孔直徑。第四，使用埋孔和盲孔，埋孔和盲孔位于 PCB 內(nèi)部，不會(huì)破壞表層參考平面的完整性，且寄生參數(shù)更小，對(duì)信號(hào)完整性的影響遠(yuǎn)小于通孔。在高密度 PCB 設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量采用埋孔和盲孔。第五，過(guò)孔等長(zhǎng)設(shè)計(jì)，對(duì)于高速差分信號(hào)，過(guò)孔的長(zhǎng)度也會(huì)影響傳輸延遲，應(yīng)保證差分過(guò)孔的長(zhǎng)度一致，避免時(shí)序偏差。

 

 

捷配在過(guò)孔加工中具有多項(xiàng)工藝優(yōu)勢(shì)，可有效減少過(guò)孔對(duì)走線(xiàn)特性的影響。首先，捷配擁有先進(jìn)的數(shù)控鉆銑設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)最小 0.1mm 的微孔加工，滿(mǎn)足埋孔和盲孔的加工需求；其次，采用化學(xué)鍍銅工藝，保證孔壁的均勻性和粗糙度，減少信號(hào)傳輸損耗；最后，在過(guò)孔檢測(cè)階段，使用 X 光檢測(cè)設(shè)備檢查過(guò)孔的質(zhì)量，確保孔壁無(wú)空洞、無(wú)裂紋。對(duì)于 5G 通信、航空航天等對(duì)過(guò)孔要求極高的領(lǐng)域，捷配還可提供激光鉆孔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的過(guò)孔加工，進(jìn)一步優(yōu)化過(guò)孔性能。