线路板的过孔

过孔是多层PCB最重要的组成部分之一。钻井成本通常占PCB制造成本的30％至40％。简而言之，PCB中的每个孔都可以称为通孔。从功能角度来看，过孔可以分为两类：

一个用作层之间的电连接;另一个用作固定或定位装置。从工艺的角度来看，这些通孔通常分为三类，即盲孔，埋孔和通孔。盲孔位于印刷电路板的顶部和底部表面，并具有一定的深度，用于连接表面线和下面的内层线。孔的深度通常不会超过一定比例（孔径）。埋孔是指位于印刷电路板内层的连接孔，并不延伸至电路板表面。以上两种孔都位于电路板的内层。在层压之前，使用通孔形成工艺来完成，并且在形成通孔期间可以重叠若干内层。第三种称为过孔，它贯穿整个电路板，可用于实现内部互连或作为组件的安装孔。由于过孔更容易实施并且成本更低，大多数印刷电路板使用它而不是另外两个过孔。除非另有说明，否则以下过孔将视为过孔。

从设计的角度来看，通孔主要由两部分组成，一部分是钻孔，另一部分是钻孔周围的垫片区域。见下图。这两部分的大小决定了通孔的大小。显然，在高速，高密度PCB设计中，设计人员总是希望通孔越小越好，从而使电路板可以留出更多布线空间。另外，过孔越小，其自身的寄生电容越小。更小，更适合高速电路。然而，孔尺寸的减小导致成本增加，并且通孔的尺寸不能无限减小。它受到钻孔和电镀技术的限制：孔越小，孔越小。孔越长越容易偏离中心;当孔的深度超过孔直径的6倍时，不能保证孔壁均匀地镀有铜。例如，6层PCB（通孔深度）的正常厚度约为50密耳，所以PCB制造商可以提供最小8密耳的直径。

其次，通孔的寄生电容有一个寄生电容接地。如果将接地孔的直径称为D2，则通孔焊盘的直径为D1，并且PCB板的厚度为T.基板的介电常数为ε，则通孔的寄生电容类似于：C =1.41εTD1/（D2-D1）通孔寄生电容的主要作用是延长信号的上升时间并降低电路的速度。例如，对于厚度为50密耳的PCB板，如果使用内径为10密耳，焊盘直径为20密耳的通孔，并且地面与地面铜区域之间的距离为32米尔，我们可以使用上面的公式来近似通道。寄生电容大致为C = 1.41x4.4x0.050x0.020 /（0.032-0.020）= 0.517pF。该电容引起的上升时间变化量为：T10-90 = 2.2C（Z0 / 2）= 2.2x0.517x（55/2）= 31.28ps。从这些值可以看出，虽然由单个通孔的寄生电容引起的上升延迟减慢的效果并不明显，但如果通孔在通道中多次使用以在层之间进行切换，设计师必须仔细考虑。

第三，通孔的寄生电感类似地，通孔中存在寄生电容并且存在寄生电感。在高速数字电路的设计中，由通孔引起的寄生电感通常大于寄生电容。其寄生串联电感削弱了旁路电容的贡献，并削弱了整个电力系统的滤波效果。我们可以使用下面的公式来简单地计算通孔的近似寄生电感：L = 5.08h [ln（4h / d）+1]其中L是通孔的电感，h是通孔的长度， d是中心孔的直径。从等式可以看出，通孔的直径对电感影响不大，对电感的影响是通孔的长度。仍然使用上面的例子，通孔的电感可以计算为：L = 5.08x0.050 [ln（4x0.050 / 0.010）+1] = 1.015nH。如果信号的上升时间为1 ns，则其等效阻抗为：XL