高速PCB中過(guò)孔的影響

在高速PCB多層板中，當信號從一層互連傳輸到另一層互連時(shí)，它們需要通過(guò)過(guò)孔連接。當頻率低于1GHz時(shí)，過(guò)孔可以起到良好的連接作用，其寄生電容和電感可以忽略不計。

當頻率高于1GHz時(shí)，通孔寄生效應對信號完整性的影響不容忽視。此時(shí)，過(guò)孔顯示為傳輸路徑上阻抗不連續的斷點(diǎn)，導致信號完整性問(wèn)題，如信號反射、延遲和衰減。

當信號通過(guò)過(guò)孔傳輸到另一層時(shí)，信號線(xiàn)的參考層也充當過(guò)孔信號的返回路徑，并且返回電流將通過(guò)電容耦合在參考層之間流動(dòng)，導致諸如接地彈性之類(lèi)的問(wèn)題。

過(guò)孔的類(lèi)型

過(guò)孔一般又分為三類(lèi)：通孔、盲孔和埋孔。

盲孔：指位于印刷線(xiàn)路板的頂層和底層表面，具有一定深度，用于表層線(xiàn)路和下面的內層線(xiàn)路的連接，孔的深度與孔徑通常不超過(guò)一定的比率。

埋孔：指位于印刷線(xiàn)路板內層的連接孔，它不會(huì )延伸到線(xiàn)路板的表面。

通孔：這種孔穿過(guò)整個(gè)線(xiàn)路板，可用于實(shí)現內部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現，成本較低，所以一般印制電路板均使用。

過(guò)孔的寄生電容

過(guò)孔本身存在著(zhù)對地的寄生電容，若過(guò)孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2，過(guò)孔焊盤(pán)的直徑為D1，PCB的厚度為T(mén)，板基材介電常數為ε，則過(guò)孔的寄生電容大小近似于：

      C =1.41εTD1/（D2-D1）

過(guò)孔的寄生電容主要通過(guò)延長(cháng)信號的上升時(shí)間和降低電路速度來(lái)影響電路。電容越小，沖擊越小。

過(guò)孔的寄生電感

過(guò)孔本身具有寄生電感。在高速數字電路設計中，過(guò)孔寄生電感的危害往往大于寄生電容的危害。過(guò)孔的寄生串聯(lián)電感將削弱旁路電容的作用和整個(gè)電源系統的濾波效用。如果L表示過(guò)孔的電感，h表示過(guò)孔的長(cháng)度，D表示中心鉆孔的直徑，過(guò)孔的寄生電感約為：

      L=5.08h［ln（4h/d）1］

從式中可以看出，過(guò)孔的直徑對電感的影響較小，而對電感影響最大的是過(guò)孔的長(cháng)度。