PCB設計之“過孔”

硬件助手 2020-07-28 00:00

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本文主要介紹PCB設計中的過孔。

過孔（via）是多層PCB的重要組成部分，一般多層PCB鉆孔的費用通常占制板費用的30%到40%。PCB上的過孔從工藝制程上可以分為三類：盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷線路板的頂層和底層表面，具有一定深度，用于表層線路和下面的內層線路的連接。埋孔是指位于印刷線路板內層的連接孔，它不會延伸到線路板的表面。通孔是穿過整個線路板，可用于實現內外層之間、內層和內層之間、外層和外層之間的互連。由于通孔在工藝上更易于實現，成本較低，所以絕大部分PCB均使用通孔，盲埋孔在高密度板上用得多一些。

過孔結構

在PCB設計中，through via的結構如下圖所示：

層	過孔元件	電氣屬性
層1（頂層）	過孔焊盤	過孔焊盤在焊盤和下方的接地層之間引入寄生電容。
1-2層（過孔）	信號過孔	過孔是一個電感器。
層2（平面層）	隔離盤	隔離盤在金屬圓柱表面和附近的過孔周圍接地層之間產生邊緣電容。
2-3層（過孔）	信號過孔	電感效應。
層3（信號）	過孔焊盤	焊盤與其上下的接地層之間的寄生電容。
3-4層（過孔）	過孔殘樁	過孔的未使用部分形成電容短截線效應。
層4（平面層）	隔離盤	隔離盤在金屬圓柱表面和附近的過孔周圍接地層之間產生邊緣電容。
4-5層（過孔）	過孔殘樁	過孔的未使用部分形成電容短截線效應。
層5（底層）	過孔焊盤	電容效應。

過孔處理

在PCB設計中，過孔可以有多種設計，下面以cadence allgro為例進行詳細說明。

常規過孔

常規過孔所有層的RegularPad尺寸都一樣，沒有SolderMask層和PasteMask層，因為過孔都上綠油了。

測試過孔

測試過孔一般是表層或底層裸露在外，方便測試。一般分為兩種：一種是裸露層和其他層的Regular Pad一樣大，只是多了SolderMask層和PasteMask層；還有一種是為了測試方便，裸露層的Regular Pad比其他層的Regular Pad大一些，同時多了SolderMask層和PasteMask層（實際上可以不要PasteMask層）。