PCB设计之“过孔”

硬件助手 2020-07-28 00:00

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本文主要介绍PCB设计中的过孔。

过孔（via）是多层PCB的重要组成部分，一般多层PCB钻孔的费用通常占制板费用的30%到40%。PCB上的过孔从工艺制程上可以分为三类：盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。通孔是穿过整个线路板，可用于实现内外层之间、内层和内层之间、外层和外层之间的互连。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分PCB均使用通孔，盲埋孔在高密度板上用得多一些。

过孔结构

在PCB设计中，through via的结构如下图所示：

层	过孔元件	电气属性
层1（顶层）	过孔焊盘	过孔焊盘在焊盘和下方的接地层之间引入寄生电容。
1-2层（过孔）	信号过孔	过孔是一个电感器。
层2（平面层）	隔离盘	隔离盘在金属圆柱表面和附近的过孔周围接地层之间产生边缘电容。
2-3层（过孔）	信号过孔	电感效应。
层3（信号）	过孔焊盘	焊盘与其上下的接地层之间的寄生电容。
3-4层（过孔）	过孔残桩	过孔的未使用部分形成电容短截线效应。
层4（平面层）	隔离盘	隔离盘在金属圆柱表面和附近的过孔周围接地层之间产生边缘电容。
4-5层（过孔）	过孔残桩	过孔的未使用部分形成电容短截线效应。
层5（底层）	过孔焊盘	电容效应。

过孔处理

在PCB设计中，过孔可以有多种设计，下面以cadence allgro为例进行详细说明。

常规过孔

常规过孔所有层的RegularPad尺寸都一样，没有SolderMask层和PasteMask层，因为过孔都上绿油了。

测试过孔

测试过孔一般是表层或底层裸露在外，方便测试。一般分为两种：一种是裸露层和其他层的Regular Pad一样大，只是多了SolderMask层和PasteMask层；还有一种是为了测试方便，裸露层的Regular Pad比其他层的Regular Pad大一些，同时多了SolderMask层和PasteMask层（实际上可以不要PasteMask层）。