過孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%。電路板上的孔,連接不同層之間的線路,把電路板從平面結構變成立體結構。簡單的說來,PCB上的每一個孔都可以稱之為過孔。
過孔的分類:
機械孔:用機械鉆頭鉆出來的孔。用更粗的鉆頭鉆出來的孔就會更大。消費電子產品通常按照0.3mm內徑來設計。普通的電路板廠都可以做0.3mm的機械孔。如果使用0.2mm和0.25mm的機械孔,鉆頭細鉆孔速度慢鉆頭易折斷,價格就要貴一些,也不是所有的PCB廠家都能做這么小的機械孔。鉆頭一下子就把電路板鉆穿了,所以機械孔也叫通孔。
激光孔:用激光打出來的孔。因為激光的功率有限,無法直接打穿多層PCB板,通常用來做表層的盲孔。2層激光孔重疊的疊孔板,比2層激光孔交錯的錯孔板貴20%以上。
1、普通PCB中的過孔選擇
在普通PCB 設計中,過孔的寄生電容和寄生電感對PCB 設計的影響較小,對1-4層PCB 設計,一般選用0.36mm/0.61mm/1.02mm(鉆孔/ 焊盤/POWER 隔離區)的過孔較好,一些特殊要求的信號線(如電源線、地線、時鐘線等)可選用0.41mm/0.81mm/1.32mm 的過孔,也可根據實際選用其余尺寸的過孔。
2、高速PCB中的過孔設計
通過上面對過孔寄生特性的分析,我們可以看到,在高速PCB 設計中,看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響,在設計中可以盡量做到:
(1)選擇合理的過孔尺寸。對于多層一般密度的PCB 設計來說,選用0.25mm/0.51mm/0.91mm(鉆孔/ 焊盤/ POWER 隔離區)的過孔較好;對于一些高密度的PCB 也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的過孔,也可以嘗試非穿導孔;對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗;
(2)POWER 隔離區越大越好,考慮PCB 上的過孔密度,一般為D1=D2+0.41;
(3)PCB 上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量減少過孔;
(4)使用較薄的PCB 有利于減小過孔的兩種寄生參數;
(5)電源和地的管腳要就近過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好,因為它們會導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗;
(6)在信號換層的過孔附近放置一些接地過孔,以便為信號提供短距離回路。
PCB板過孔設計的注意事項
孔徑盡量大一些:小孔要用小鉆頭,小鉆頭價格高,對板廠要求也高。如果電路板面積較大,甚至可以用0.5mm內徑的機械孔。
盡量不用激光孔:即盡量不使用激光孔。帶有一層激光孔的電路板,比不帶激光孔的貴30%(一階板)。帶有2層激光孔的,比1層激光孔的再貴30%(二階板)。
其他更貴的設計:過孔工藝越復雜,電路板價格越高,最便宜的和最貴的相差幾十倍以上。像0.2mm的機械孔比0.3mm的機械孔電路板貴20%左右;2層激光孔重疊的疊孔板,比2層激光孔交錯的錯孔板貴20%以上;蘋果手機喜歡用的任意層互聯板比普通只有機械孔的電路板貴10倍以上(全板都是重疊激光孔)。
當然,在設計時還需具體問題具體分析。從成本和信號質量兩方面綜合考慮,在高速PCB 設計時,設計者總是希望過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。在高密度PCB設計中,采用非穿導孔以及過孔尺寸的減小同時帶來了成本的增加,而且過孔的尺寸不可能無限制地減小,它受到PCB 廠家鉆孔和電鍍等工藝技術的限制,在高速PCB 的過孔設計中應給以均衡考慮。
推薦閱讀:
http://m.elecfans.com/article/676740.html
http://m.1cnz.cn/d/872820.html
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