為什么在高速PCB設計中，信號線(xiàn)不能多次換孔？

為什么在高速PCB設計中，信號線(xiàn)不能多次換孔？大家在進(jìn)行PCB設計時(shí)肯定都接觸過(guò)過(guò)孔，所以大家都知道過(guò)孔對PCB信號質(zhì)量的影響很大，先給大家介紹一下我們在PCB設計時(shí)過(guò)孔應該如何選取。

通常有三種類(lèi)型的過(guò)孔可供選擇：（單位是mil）

8/16±2mil 10/20±2mil 12/24±2mil

通常，當板子比較密的情況下，我們會(huì )使用8/16±2mil(8/14,8/16,8/18)大小的過(guò)孔，當板材相對空曠時(shí)，可選擇12/24±2mil(12/22,12/24,12/26都可以)大小的過(guò)孔，10/20之間可以使用10/20±2mil(10/18,10/20,10/22)大小的過(guò)孔。

就經(jīng)濟效益而言，我們過(guò)孔越大，成本越低，所以我們要控制板材的成本，在滿(mǎn)足我們的設計的同時(shí)，盡量把過(guò)孔設置大一點(diǎn)。

當然在HDI板子當中，我們通常需要盲埋孔。通常，我們的盲孔的大小范圍為4/10±2這樣，它通?？梢該糁泻副P(pán)，但需要注意的是，它不應該擊中焊盤(pán)的中心。它通?？梢該糁泻副P(pán)的邊緣，這樣在工藝處理方面會(huì )更好。

所以我們的過(guò)孔越大越好還是越小越好，顯然不是這樣的。

從工藝的角度來(lái)看，我們的過(guò)孔內徑不能小于板厚的1/7，為什么？

因為當我們的過(guò)孔小于1/7時(shí)，由于工藝技術(shù)的影響，我們不能在過(guò)孔孔壁上均勻鍍銅，當我們不能均勻鍍銅時(shí)，我們板的電氣性能就會(huì )受到影響。因此，當板厚較大時(shí)，我們也應該增加過(guò)孔。

我們上面的結論是，最好是穿過(guò)更大的洞。此時(shí)，我們需要向您介紹兩個(gè)公式。一個(gè)是過(guò)孔寄生電容的計算公式：C=1.41εTD2/（D1-D另一個(gè)是寄生電感的計算公式：L=5.08h[ln（4h/d）+1]。

先來(lái)看看過(guò)孔寄生電容計算公式：

ε：板材的介電常數，通常不同板材的介電常數也不同，T：指板的厚度。

假設過(guò)孔是在GND在這種情況下，D1值為過(guò)孔邊緣與銅皮之間的避讓距離(反焊盤(pán))，D2：指過(guò)孔的外徑。

我們可以從上面的公式得出結論：

1. 在板和板厚度不變的情況下D寄生電容越大，寄生電容越小，C與D1成反比關(guān)系。

2. 在板材和厚度不變的情況下D寄生電容越大，寄生電容越大，C與D2成正比關(guān)系。

3. 在板厚和D2,D在不變的情況下，板材的介電常數越大，寄生電容越大，C與ε成正比關(guān)系。

4. 介電常數及D2,D板厚T越大，寄生電容越大。

在普通PCB設計中，過(guò)孔寄生電容和寄生電感對PCB設計影響不大，可以進(jìn)行常規選擇。但是在高速下。PCB通過(guò)對上述過(guò)孔寄生特性的分析，我們可以看到中間過(guò)孔設計在高速下PCB在設計中，看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往會(huì )給電路設計帶來(lái)巨大的負面影響。

為了減少過(guò)孔寄生效應的不利影響，在設計中可以盡可能做到：

1) 選擇合理的過(guò)孔尺寸。對于多層一般密度PCB在設計上，選擇10/20/36POWER隔離區)過(guò)孔較好；對于電源或地線(xiàn)的過(guò)孔，可考慮使用較大的尺寸，以降低阻抗；

2）POWER隔離區越大越好；

3）PCB信號走線(xiàn)盡量不要換層，即盡量減少過(guò)孔；

4)使用較薄的PCB兩種寄生參數有利于減少過(guò)孔；

當然，設計中需要分析具體問(wèn)題。綜合考慮成本和信號質(zhì)量，在高速下PCB在設計時(shí)，設計師總是希望孔越小越好，這樣板上的布線(xiàn)空間就越大。此外，孔越小，其自身的寄生電容越小，更適合高速電路。

在高密度PCB在設計中，非過(guò)孔(盲埋孔)和過(guò)孔尺寸的減小帶來(lái)了成本的增加，過(guò)孔尺寸不能無(wú)限減小，受到影響PCB制造商在高速下限制鉆孔和電鍍等工藝技術(shù)PCB在過(guò)孔設計中應考慮平衡。

然后，在了解了以上信息后，我們就會(huì )知道為什么在高速PCB設計中，我們不能不能打過(guò)多的過(guò)孔了。過(guò)孔本身會(huì )帶來(lái)寄生電容和寄生電感。過(guò)孔越多，寄生電容和寄生電感的值就越大。所以這就是為什么很多數據手冊上面會(huì )寫(xiě)我們布線(xiàn)時(shí)過(guò)孔的數量不能超過(guò)多少個(gè)，一般我們的高速信號線(xiàn)采取不能超過(guò)三個(gè)過(guò)孔的原則，能不打孔就不打孔。