PCB设计中的过孔-推荐下载

一.过孔的承载电流
PCB上的传输线铜箔，其厚度一般为1.2mil（30um）左右，而过孔内的铜箔厚度，一般都大于2mil，所以展开看，铜箔厚度大于传输线。

而传输线打过孔时，传输线宽度一定会小于过孔直径，所以过孔的铜箔宽度也会显著的大于传输线宽度。

对传输线铜箔而言，厚度为35um时，20mil线宽可通过电流是1.35A。

因此，对于信号过孔，承载电流能力的瓶颈不在过孔上面，而是在传输线上面。

对于电源过孔，一般的经验是1A对应一个过孔（Via10，Via12），如果以更安全的角度来看，一个（Via10，Via12）的过孔通过电流600mA是绝对安全的，一个（Via20）的过孔通过电流1A是绝对安全的。

二.过孔的寄生电容
过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为H,板基材介电常数为ε,则：
过孔的寄生电容大小公式为：（近似）
C=1.41εHD1/(D2-D1)
其中参数的单位是（H：inch, D1/D2：inch, 计算结果单位pF）
寄生电容引起的信号上升时间变量值公式：
T （10％-90％）=2.2C(Z0/2)
计算结果为ps.
从计算公式可以看出：过孔的寄生电容与过孔内径无关，与板厚成正比，
与过孔外径成正比。

也就是说，过孔外径越大，寄生电容越大；板厚越大，
寄生电容越大；与地层的绝缘距离设的越大，寄生电容越小。

过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低
了电路的速度。

举例来说，对于一块厚度为50mil 的PCB 板，如果使用内径为
10mil ，焊盘直径为20mil 的过孔，焊盘与地铺铜区的距离为32mil,则我们可以通
过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-
0.020)=0.517pF ，这部分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 。

从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引
起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的
切换，设计者还是要慎重考虑的。

板厚，过孔尺寸(ε=4.2)
过孔的寄生电容C
板厚1.6mm （63mil ），Via 外径20mil ，绝缘直径30mil
0.746pF
板厚1.6mm （63mil ），Via 外径30mil ，绝缘直径40mil 1.12pF
板厚0.8mm （31mil ），Via 外径20mil ，绝缘直径30mil
0.373pF
板厚1.6mm （63mil ），Via 外径30mil ，绝缘直径40mil
1.12pF
表2.1
典型过孔的寄生电容
三.过孔的寄生电感
通过管线不仅可以解决对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行
高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置
过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，
过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。

它的寄生串联电感会削
弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。

我们可以用下面的公式来
简单地计算一个过孔近似的寄生电感：
L=5.08H[ln(4H/d)+1]
其中L 指过孔的电感（单位nH ），H 是过孔的长度(对通孔就是板的厚度，单位inch)，d 是中心钻孔的直径(即过孔的内径，单位inch)。

从计算公式可以看出：过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最
大的是过孔的长度。

过孔长度越大，寄生电感越大；过孔内径越小，寄生
电感越大。

板厚，过孔尺寸
过孔的寄生电感L
板厚1.6mm （63mil ），Via 内径12mil
1.29nH
板厚1.6mm （63mil ），Via 内径20mil 1.13nH
板厚0.8mm （31mil ），Via 内径12mil 0.525nH
表3.1
典型过孔的寄生电感
如果信号的上升时间是1ns ，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T（10-90）
=3.19Ω。

这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略。

特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这
样过孔的寄生电感就会成倍增加。

习题到位。

在管路敷设过程，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要
板厚减小，过孔的寄生电容、寄生电感都会近似成比例减小。

过孔内/外径越小，寄生电容越小，但寄生电感会略微增加。

因此，对于高速信号，应该选用小过孔。

但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔加工工艺越难，需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。

比如，现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右，所以一般PCB 厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。

建议普通设计中过孔不能小于
8mil/18mil，通常可以选用12mil/20mil。

C=1.41εHD1/(D2-D1) pF,
L=5.08H[ln(4H/d)+1]
nH.
C(pF)
延时
L(pF)
延时
总体影响
基材介质ε(4.2)
正比---
板厚H(Inch)
正比正比（大）
Via 内径直径d (Inch)
---反比（小）
Via 外径直径D1 (Inch)
正比（小）
---
Via 反焊盘直径D2 (Inch)
反比---
8/16/40
0.8mm
0.72pF 0.60pF
1.0mm
1.2mm
1.6mm
1.43pF 1.43nH
2.0mm
2.5mm
3.0mm
2.69pF
3.04nH
10/18/40
0.8mm
0.74pF 0.56nH
1.0mm
1.2mm
1.6mm
1.48pF 1.35nH
2.0mm
2.5mm
3.0mm
2.77pF 2.91nH
、管路敷设技术类管路习题到位。

在管路敷设过程，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。

管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。

线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。

、电气课件中调试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。

对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

、电气设备调试高中资料试卷技术，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。

因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。

对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

四.过孔对高速信号的影响
寄生电容的影响
寄生电感的影响
过孔引起的Stub问题
过孔本身长度引起的走线长度变化
信号换层而带来的传输速度不同问题
五、PCB设计中推荐使用的过孔参数
过孔可以分为有内径，外径，热焊盘，反焊盘，阻焊开窗等五个重要数据。

过孔是先按照外径转孔，然后在里面电镀形成一个空心柱状，即为内径。

热焊盘是用于设置当它穿透铜皮（同一网络，是穿透铜皮，而不是连接导线）时，如何与铜皮相连。

反焊盘是用于设置当它穿透铜皮（不是一个网络）时，铜皮如何避让。

阻焊开窗，是设置过孔在板上时是否裸露，以及裸露的尺寸。

PADS中设置
在PADS中，推荐的VIA设置是带有Layer25的数据的，它其实是用于出负片的。

出负片时，一定要把这些孔器件的Layer25加上，否则就没有安全间距了。

负片的设置，可能还需要仔细的研究一下。

PADS中，如果在VIA/焊盘中设置了Pad/Thermal/Anti-Pad，则按照设置的来进行。

如果没有设置，则按照安全间距/铺铜设置来进行。

Anti-Pad设置以后，正片铺铜时，会按照这个参数进行避让。

Thermal设置以后，则在铺铜层会调用这个设置。

在非铺铜层时，还是会调用Pad的设置。

Thermal有内径与外径，内径应该至少大于Via的内径，如果Thermal的外径设置小于了Via的外径，则是全连接（Cover）。

这里着重有几点：
1.专为高速信号设计的过孔，Via_10G ，是需要与任何铜皮都保持比较大
的安全间距的。

在Inner 层，可以通过设置该Via 的Anti-Pad 来达到目
的。

一般设置为40mil 。

因为这种过孔专用于高速信号，所以，它几乎
不会与铜皮互联，故Thermal 方面可以不设置（采用Pads 安全规则）。

2.专为安规设计的过孔，Via_SAFE ，是需要与任何铜皮都保持很大的安全
间距的。

反焊盘一般设置为70mil 或更大。

Via_POE ，反焊盘一般设置
为130mil （POE 噪声大）。

这种过孔可能与铜皮互联，也可能不互联。

3.专为高密度BGA 芯片设计的过孔，Via_BGA ，是需要与铜皮保持良好
的连接的。

所以对于BGA 的电源/地过孔，应该采用全连接。

所以这种
过孔的Thermal 方面的数据，应该是全连接（Cover ）。

4.下表是从网络上拷贝的某人的过孔设置。

名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via8-10G 8182840
NO 用于10G 信号Via8-BGA 8182828NO 用0.8mm BGA 区域Via8-GEN
8
1828
28
13
用于默认区域
Via8-BGA-A
820（24）
2828NO 特殊过孔
Via8-BGA-FULL 818828NO 用0.8mm BGA 区域Via8-SAFE
8
18
28
70
13
安规专用过孔
表5－1：内径为8mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明Via10-10G
10
22
32
40
15
用于10G 信号Via10-BGA
10
22
32
32
NO
用于1.0mm BGA 区
域通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。

在管路敷设过程，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行
高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重、电电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保
Via10-GEN 1022323215用于默认区域Via10-POE
10
22
32
130
15
POE 电源用孔Via10-BGA-10G
10
22
32
40
NO
用于1.0mm BGA 区
域Via10-BGA-A
1022(24)
32
32
NO
特殊过孔Via10-BGA-FULL
10
22
10
32
NO
用于1.0mm BGA 区
域Via10-BGA-T 10211032NO 特殊过孔Via10-08BGA-FULL
10181026NO 特殊过孔Via10-SAFE
1022
32
74
15
安规专用过孔
表5－2：内径为10mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via12
1225
45
45
NO
用于默认区域Via12-BGA
12254040NO 用于1.27mm BGA 区
域
Via12-GEN
1225404017用于默认区域Via12-BGA-FULL
12251240NO 用于1.27mm BGA 区
域Via12-10BGA-FULL
12231234NO 特殊过孔Via12-SAFE
1225407417安规专用过孔
表5－3：内径为12mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via14-FULL
14
18
14
45
19
特殊过孔
表5－4：内径为14mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via161630
454521用于默认区域Via16-FULL 1630164521用于默认区域Via16-POE
16
30
45
156
21
POE 电源过孔
、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。

管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。

线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。

、电气课件中调试资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行
高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。

对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。

因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。

对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

Via16-SAFE
16
30
45
80
21
安规专用过孔
表5－5：内径为16mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via18-FULL
18
32
18
50
23
特殊过孔
表5－6：内径为18mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
VIA202035505025用于默认区域Via20-full 2035205025用于默认区域via20-safe
2035
50
8525
安规专用过孔
表5－7：内径为20mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via242440555529用于默认区域Via24-A48V 244084842948V 专用过孔Via24-ALN 244017017029特殊过孔Via24-POE 24405510529POE 电源过孔Via24-SAFE
244055
90
29安规专用过孔
表5－8：内径为24mil 的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via404060
808045用于默认区域Via40-FULL 4060408045用于默认区域Via40-SAFE
40
60
80
110
45
安规专用过孔
表5－9：内径为40mil 的过孔
通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。

在管路敷设过程，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。

管线敷设技敷设技术。

线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。

、电气课；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试行高中资料试卷技术指导。

对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后、电气设备调试高中电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并电力保护装置做到准确灵活。

对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

补充说明：
1.选用过孔时，注意单板的板厚/孔径比值，现在工艺水平最大为1
2.5，常规
不能大于8。

2.以上所有数据，图形为圆形，单位为mil
3.规则焊盘一项数据中，如果只有一个数据，是通孔焊盘数据。

如果包含两
个数据，则括号内数据是内层焊盘数据。

4.有安规要求的单板，使用安规专用过孔，即：VIA*-SAFE
六．PCB 设计中采用的过孔说明
过孔的可制造性
考虑到PCB 的可制造性，过孔内径最小为8mil ，10mil 。

对于BGA 芯片，综合考虑安全间距/线宽/过孔/铺铜等问题，采用如下
设置，此设置经过了很长时间的设计与计算，勿改动。

0.5mm Pitch 的BGA ：焊盘直径大小0.24mm ，安全间距3mil ，线宽4mil ，过孔6/12mil ，必须使用盲埋孔，无法铺铜。

0.65mm Pitch 的BGA ：焊盘直径大小0.35mm ，安全间距3.5mil ，线
宽4mil ，过孔8/14/20mil ，无法正片铺铜。

0.80mm Pitch
的BGA ：焊盘直径大小0.4mm ，安全间距5mil ，线宽
5mil ，过孔8/16/22mil ，无法铺铜正片铺铜。

1.00mm Pitch 的BGA ：焊盘直径大小0.55mm （最大可到0.6mm)，安全
间距5mil ，线宽5mil ，过孔10/18/25mil ，可全面积良好铺铜。

1.27mm Pitch 的BGA ：焊盘直径大小0.78mm （最大可以到0.80mm)，
安全间距6mil ，线宽6mil ，过孔10/20/28mil ，可全面积良好铺铜。

特殊过孔设计
参考网络上一些良好的过孔设计，综合考虑自己的设置，有如下过孔设置：
如果最严格器件为0.8mm Pitch 的BGA ，则采用的过孔：
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via8-10G 816-40NO 用于10G 信号Via8-BGA 816--NO 用0.8mm BGA 区域Via8-GEN 816--13用于默认区域Via8-BGA-A 816--NO 特殊过孔Via8-BGA-FULL 8188-NO 用0.8mm BGA 区域Via8-SAFE
8
18
28
70
13
安规专用过孔
对全部高中
表6－1：内径为8mil 的过孔
如果最严格的器件是1.0mm Pitch 的BGA ，则采用的过孔
名称
孔径
规则
焊盘
热焊盘反焊盘
阻焊
开窗
简要说明
Via10-10G
10
18
40
15
用于10G 信号Via10-BGA
10
18
NO
用于1.0mm BGA 区
域
Via10-GEN 101815用于默认区域Via10-POE
10
1832
130
15
POE 电源用孔Via10-BGA-10G
10
1832
40
NO
用于1.0mm BGA 区
域Via10-BGA-A
10
1832
32
NO
特殊过孔Via10-BGA-FULL
10
1810
32
NO
用于1.0mm BGA 区
域Via10-BGA-T 10181032NO 特殊过孔Via10-08BGA-FULL
10181026NO 特殊过孔Via10-SAFE
10
1832
74
15
安规专用过孔
表6－2：内径为10mil 的过孔
注解1：目前还不知道阻焊开窗的意义，按照我的理解，应该是所有的过孔都不开窗的。

注解2：关于热焊盘，我的理解是：热焊盘只与铺铜有关，如果不可能出现铺铜，就不要去管了。

对于POE/安规的VIA ，我觉得可以用专用的VIA 器件来做。

这样可以比较好控制。

注解3：对于其余的通用的过孔，一律采用10/20/35来做。

也就是PADS 中的STANDVIA 。

壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。

线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。

束后进电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。

对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。

对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。