过孔相关

1.技术指标

从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如，如果一块正常的6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil，那么，一般条件下PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。随着激光钻孔技术的发展，钻孔的尺寸也可以越来越小，一般直径小于等于6Mils的过孔，我们就称为微孔。在HDI（高密度互连结构）设计中经常使用到微孔，微孔技术可以允许过孔直接打在焊盘上（Via-in-pad），这大大提高了电路性能，节约了布线空间。

过孔在传输线上表现为阻抗不连续的断点，会造成信号的反射。一般过孔的等
效阻抗比传输线低12%左右，比如50欧姆的传输线在经过过孔时阻抗会减小6欧姆（具体和过孔的尺寸，板厚也有关，不是绝对减小）。但过孔因为阻抗不连续而造成的反射其实是
微乎其微的，其反射系数仅为：(44-50)/(44+50)=0.06，过孔产生的问题更多的集中于寄

生电容和电感的影响。

2.主要影响 ：寄生电容与电感

过孔在传输线上表现为阻抗不连续的断点，会造成信号的反射。一般过孔的等
效阻抗比传输线低12%左右，比如50欧姆的传输线在经过过孔时阻抗会减小6欧姆（具体和过孔的尺寸，板厚也有关，不是绝对减小）。但过孔因为阻抗不连续而造成的反射其实是
微乎其微的，其反射系数仅为：(44-50)/(44+50)=0.06，过孔产生的问题更多的集中于寄

生电容和电感的影响。

从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，就会用到多个过孔，设计时就要慎重考虑。实
际设计中可以通过增大过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。 
    
过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电
感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的经验公式

来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：     
L="5".08h[ln(4h/d)+1]     
其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出，过孔的
直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。仍然采用
上面的例子，可以计算出过孔的电感为：     
L="5".08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH     
如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。 这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的寄生电感就会成倍增加。

结论:对于电源线 使用大过孔，对于信号线使用小过孔