高速PCB单端过孔研究超详细过程
如何在高速PCB设计中充分利用通孔技术(THT)
环测威官网：/目前，高速PCB设计已广泛应用于电信，计算机，图形和图像处理等众多领域，所有高科技增值产品均设计用于低功耗，低电磁辐射，高可靠性，小型化和轻便化重量。
为了实现这些目标，通孔技术（THT）的设计和实现对于高速PCB设计具有极其重要的意义。
通孔技术通孔是多层PCB设计的重要组成部分之一。
通孔由电源平面的通孔，焊盘和隔离区三部分组成，如下图所示。
THT是通过以化学沉积的方式在孔壁上镀覆金属层而获得的，使得来自电路板的每个内层或平面的铜箔可以彼此连接。
通孔的两侧以普通衬垫的形状产生，两者都可以在顶层和底层上直接连接并且也可以保持不连接。
通孔在电连接，固定和定位部件中起作用。
就THT而言，通孔通常分为通孔，盲孔和埋孔：a。
通孔通孔穿过电路板的所有层，适用于内部互连或起定位孔的作用。
由于通孔过孔可以通过低成本技术获得，因此它们被大多数PCB广泛应用。
湾盲孔指的是负责表面迹线与下方内部迹线之间连接的孔，具有一定的深度。
通孔深度和通孔直径之间的比率通常不超过某个值。
C。
通过埋葬是指位于内部层的连接通孔，这是从PCB板的外观看不到的，因为它不能扩展到电路板的表面。
盲孔和埋孔都位于电路板的内层中，并且它们在层压之前产生。
THT中的寄生电容环测威官网：/通孔具有寄生电容到地面。
地平面上隔离通孔的直径为D 2 ; 通孔垫的直径为D 1 ; PCB厚度为T ; 衬底材料的介电常数是ε。
然后，通孔的寄生电容可以通过公式来计算c ^ =1.41 εŤ d 1 /（d 2 - d 1）寄生电容对电路的主要影响是延长信号的上升时间和降低电路运行速度。
因此，较低的寄生电容越好。
THT中的寄生电感通孔也具有寄生电感。
在高速数字电路设计过程中，寄生电感引起的危害通常大于寄生电容引起的危险。
寄生串联电感会削弱旁路电容的功能，降低整个电力系统的滤波效果。
当通孔的电感表示为L，通孔长度为h，通孔直径为d时，通孔的寄生电感可以通过符合公式L = 5.08 h [In（4 h / d）+1 来计算出来]基于该公式，通孔直径很少与电感相关，影响电感的最大元素是通孔长度。
高速PCB差分过孔HFSS仿真分析与优化
高速PCB差分过孔HFSS仿真分析与优化信号完整性在高频高速电路中十分重要，差分过孔的不连续性会严重影响到信号的完整性，针对高速印制电路板(printed circuit board，PCB)中差分信号与共模信号对差分过孔的低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求，首先建立差分过孔的等效物理模型与电路模型进行差分过孔的差分信号与共模信号的性能分析;然后在 PCB 层叠结构和布线模式设计的基础上运用三维电磁仿真软件HFSS 设置不同的过孔中心距、反焊盘直径及地过孔数量，对差分过孔的时域阻抗、回波损耗、插入损耗进行仿真与分析，并利用S 参数与时域内阻抗变化，分析过孔的差分性能和共模性能;最后通过仿真结果分析，得出过孔中心距38 mils(1 mil =0. 025 4 mm)、反焊盘直径 32 mils 及使用双过孔地过孔的设置使差分信号和共模信号的性能最优，提出优化了差分过孔的性能的新思路，为高速差分过孔设计提供参考。
引言在高速印制电路板(printed circuit board，PCB)设计中，由于差分结构相比于单端结构在信号完整性方面有很多优势，因此高速PCB 设计中常应用差分结构，差分过孔也广泛应用于连接不同层中的差分结构，虽然差分过孔使互连变得容易，但差分过孔的不连续性也会严重影响到信号完整性，因此研究差分过孔的特性非常重要。
分析差分过孔性能常常需要建立模型，目前已经进行了许多关于过孔建模的研究，但多集中于单过孔，而将单过孔外推至差分过孔仅在相邻过孔之间的电容和电感耦合可忽略不计时才有效，这个特征对于差分过孔并不适用，因此需要分析差分过孔的特性，从而建立适用于差分过孔的新型模型。
目前，对于差分过孔特性的分析和研究主要集中于过孔结构优化之上，文献研究了差分过孔短柱(Stub)如何影响时域传输(TDT)波形和眼图，并提出了一种带有/不带有额外通气孔的高阻抗差分优化方案以减轻差分过孔 stub 的影响。
高速PCB过孔研究解析
在数字通信系统中，随着PCB布线密度，布线层数和传输信号速率的不断增加，信号完整性的问题变得越来越突出，已经成为高速PCB设计者巨大的挑战。
而在高速PCB设计中，过孔已经越来越普遍使用，其本身的寄生参数极易造成信号完整性问题，如何减少过孔本身所产生的信号完整性问题，已经成为高速PCB设计者研究的重点和难点。
过孔是多层高速PCB的重要组成部分，过孔的费用通常可以占到整个PCB费用的30%~40%，过孔主要由两个作用：不同层的电气连接和器件的固定和定位。
工艺上分为盲孔，埋孔和通孔。
盲孔和埋孔得深度不超过PCB的厚度，只连通PCB中的部分层；通孔则贯穿整个PCB层，另外由于通孔在工艺上更易实现，成本较低，所以绝大部分PCB只使用通孔，本文主要讨论通孔的情况。
若经过严格的物理理论推导和近似分析，可以把过孔的等效电路模型为一个电感两端各串联一个接地电容，如图所示。
图过孔的等效电路模型从等效电路模型可知，过孔本身存在对地的寄生电容，假设过孔反焊盘直径为D2，过孔焊盘的直径为D1，PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：过孔的寄生电容可以导致信号上升时间延长，传输速度减慢，从而恶化信号质量。
同样，过孔同时也存在寄生电感，在高速数字PCB中，寄生电感带来的危害往往大于寄生电容。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，从而减弱整个电源系统的滤波效用。
假设L为过孔的电感，h为过孔的长度，d为中心钻孔的直径。
过孔近似的寄生电感大小近似于：为了量化分析过孔直径，过孔深度，过孔焊盘和反焊盘几种关键参数对高速PCB的信号完整性的影响，本文采用了全波电磁仿真软件HFSS软件对高速PCB过孔进行了三维仿真分析，与传统的电路等效方式仿真，全波电磁仿真软件具有仿真结果准确可靠，仿真速度快，界面友好等优点。
为详细分析过孔的关键参数对过孔性能的影响，把部分关键参数设置为动态，设置如下：材质为FR4，介点系数为4.4，反焊盘直径R_antipad变化范围10mil~17mil；过孔直径R_via变化范围10mil~13mil，过孔焊盘R_pad变化范围12mil~16mil，过孔深度H_pad变化范围59mil~70mil。
PCB过孔(通孔,盲孔,埋孔)设计介绍
PCB过孔(通孔,盲孔,埋孔)设计介绍《转载》PCB过孔(通孔,盲孔,埋孔)设计介绍高速PCB的设计在通信、计算机、等领域广泛应用，所有高科技附加值的电子产品设计都在追求低功耗、低电磁辐射、高可靠性、小型化、轻型化等特点，为了达到以上目标，在高速PCB 设计中，过孔设计是一个重要因素。
1、过孔过孔是多层PCB 设计中的一个重点，过孔的结构主要由三部分组成一是孔二是孔周围的焊盘区三是POWER 层隔离区。
过孔的工艺过程是在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属，用以连通中间各层需要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状，可直接与上下两面的线路相通，也可不连。
过孔可以起到电气连接，固定或定位器件的作用。
过孔示意图如图1 所示。
过孔分为三类：盲孔、埋孔和通孔。
盲孔：指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，孔的深度与孔径通常有一定的比率。
埋孔，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。
盲孔与埋孔两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
通孔是孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。
通孔在工艺上好实现，成本较低，所以一般印制电路板均使用通孔。
过孔的分类如图2 所示2、过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容，若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的厚度为T，板基材介电常数为ε，则过孔的寄生电容大小近似于：C =1.41εTD1/(D2-D1) 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，电容值越小则影响越小。
PCB电路板高速PCB设计指南
PCB电路板高速PCB设计指南高速PCB设计指南之一第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。
1电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5mm对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
pcb过孔工艺
pcb过孔工艺PCB（Printed Circuit Board）是印制电路板的简称，是现代电子产品制造过程中不可或缺的组成部分。
PCB的制造过程中，过孔工艺是一个非常重要的环节。
下面将从过孔的定义、过孔的分类、过孔的加工方法以及过孔的应用等方面进行介绍。
一、过孔的定义过孔是指在PCB上形成的贯穿整个板厚的通孔，用于连接不同层的电路。
通过过孔，可以实现不同层之间的电气连接，提高电路的布线密度，减小电路板的尺寸并增加电路的可靠性。
二、过孔的分类根据过孔的形状和用途，可以将过孔分为以下几种类型：1. 直通孔：直通孔是最常见的一种过孔类型，也是最基本的过孔形式。
它从PCB的一侧穿过到另一侧，用于连接电路的不同层。
2. 盲孔：盲孔是只在PCB的一侧形成的过孔，不能贯穿整个板厚。
它用于连接电路板的内层和表层。
3. 埋孔：埋孔是在PCB的内部形成的孔洞，被覆盖好后不可见。
它用于连接多层电路板内部的线路。
4. 填充孔：填充孔是在通过内层电路板时先将孔内充满导电胶或金属，然后进行制造孔。
填充孔可以提高电路板的承载能力和连接的可靠性。
三、过孔的加工方法1. 机械钻孔：机械钻孔是传统的过孔加工方法，通过机械钻头旋转和向下压力的作用，将孔钻出。
这种方法适用于大批量的生产，但钻孔精度和孔径控制较难。
2. 激光钻孔：激光钻孔是利用激光束进行钻孔的方法，具有加工速度快、孔径控制准确等优点。
激光钻孔适用于高精度的钻孔需求，但设备和操作成本较高。
3. 铣削孔：铣削孔是利用铣床进行加工的方法，通过将孔型设计在铣刀上来切削孔洞。
这种方法适用于特殊形状的过孔加工需求，但是加工速度较慢。
4. 化学铜覆盖孔：化学铜覆盖孔是一种用于盲孔的加工方法。
通过化学沉积铜，使盲孔内壁铜化，实现与其他层之间的电气连接。
四、过孔的应用PCB中的过孔广泛应用于各种电子产品的制造过程中，包括通信设备、计算机、汽车电子、工业控制等领域。
通过合理设计和制造过程控制，可以确保过孔的质量和可靠性，提高电路板的性能和使用寿命。
高速PCB的通孔建模分析 毕业论文
高速PCB的通孔建模分析摘要小体积、高性能成为当今电子产品的发展趋势，这种趋势决定了时钟频率将越来越高，同时信号上升时间也将越来越短。
在低频情况下，由互连线引起的寄生效应对电路性能的影响很小，但是在高速情况下，信号具有较高的有效带宽，互连线对通过其中的高速信号会产生反射、振铃，对周围的信号走线产生串扰与祸合等，引起一系列信号完整性问题(sI )，从而影响到整个系统的性能。
而含有通孔不连续结构的互连线在高速电路中将会带来更严重的信号完整性问题与电磁干扰(EMI)。
因此，对其进行准确、快速、有效的电磁建模与仿真将变得极为重要。
本文主要工作内容大致可以分为三部分：第一部分工作主要分析双层面完整通孔的机械结构并给出粗略计算通孔寄生电容、电感的公式，然后根据通孔的机械结构做出了完整通孔的电路建模，并用公式计算了通孔的寄生电容和电感。
第二部分工作是使用Ansoft HFSS对双层面完整通孔进行三维电磁场建模仿真，观察分析仿真结果，并对结果做简要分析，了解通孔对信号完整性的影响。
第三部分工作主要是电感提取工具Fasthenry的使用，对Fasthenry的输入文件语法进行详细的介绍说明，并使用Fasthenry提取微带线、L形微带线和通孔的电感，并给出提取结果。
关键词：高速PCB；通孔；信号完整性THE THROUGH-HOLE OF HIGH-SPEED PCB MODELING AND ANALYSISAbstractIt will be development trend that electronic products are becoming miniaturization and high performance, which decides that the clock frequency will becoming more and more higher and the rise time will becoming more and more shorter.At low frequency, the parasitical effects induced by interconnection lines have little influence on circuit performance. But in high-speed circuit the signal has wider effective bandwidth, so that the connection lines will induce reflection and ringing when transmitting the high-speed signal, and at the same time there are some crosstalk and coupling among connection lines and signal traces, which will induce a series of signal integrity (SI) problems and affect the whole system performance. The vias are discontinuous connections, which will induce more serious signal integrity problems and electromagnetic interference (EMI). So it is very important that vias are modeled and simulated accurately, speedily, efficiently.This article mainly work content can generally be divided into three parts: the first part of the work focused on the two-level complete through-hole of mechanical structures and gives a rough calculation through-hole parasitic capacitance, inductance of the formula, and then by the through hole mechanics make a complete circuit modeling through hole, and a formula to calculate a through hole of parasitic capacitance and inductance. The second part of the work is to use the Ansoft HFSS on dual complete through-hole 3D electromagnetic modeling and simulation, observation and analysis of the simulation results, and a brief analysis of the results, learn through hole on the impact of signal integrity. The third part is inductively extraction tool Fasthenry, on Fasthenry input file syntax for detailed description, and use the Fasthenry extract microstrip line, L-shaped microstrip line and through hole of the inductance , and extract results.Keywords：High Speed PCB; Via; Signal Integrity目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1本课题研究的背景与意义 (1)1.2信号完整性 (1)1.3通孔的建模与仿真 (2)1.4本文内容及所做工作 (2)2 通孔 (3)2.1通孔 (3)2.2通孔的结构极其机械特性 (3)2.2.1 通孔的结构 (3)2.2.2通孔的机械特性 (4)2.3通孔的等效电路模型 (4)2.3.1通孔的电容极其影响 (4)2.3.2通孔的电感极其影响 (4)2.3.3通孔的等效电路模型 (5)3 ANSOFT HFSS对通孔的建模分析 (7)3.1ANSOFT HFSS简介 (7)3.2通孔的建模及仿真 (7)3.2.1创建工程 (7)3.2.2创建模型 (8)3.2.3设置边界条件和定义源端口 (15)3.2.4 设置求解条件、仿真 (16)3.2.5创建S参数曲线结果 (19)3.2.6 创建三维电磁场分布图 (19)3.2.7 S结果分析 (20)3.3多个接地通孔PCB板模型 (21)3.3.1建模模型 (21)3.3.2结果分析 (22)4 FASTHENRY的使用 (23)4.1FASTHENRY概述 (23)4.2FASTHENRY输入文件 (23)4.3FASTHENRY输入文件语法 (25)4.3.1 一些文件语法需要注意的细节 (25)4.3.2 节点定义 (25)4.3.3 区段定义 (25)4.3.4单位指令 (27)4.3.5默认指令 (27)4.3.6外部指令 (27)4.3.7 频率指令 (27)4.3.8 等效指令 (28)4.3.9结束指令 (28)4.3.10 参考平面定义 (28)4.4FASTHENRY实际测量 (29)4.4.1 微带线 (29)4.4.2 L形微带线 (31)4.4.3 通孔 (33)5 总结与展望 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录A (38)附录B (39)附录C (40)致谢 (43)1 绪论1.1本课题研究的背景与意义在当今随着电子技术的飞速发展，各式各样的电子设备体积越来越小。
PCB板钻孔制程介绍
五、钻锣带制作知识的介绍
c.单位制
公制(METRIC) mm 英制(ENGLISH) inch or mil
d.单位换算
1 inch=1000 mil=2.54 cm=25.4 mm 1 mm=0.03937inch=39.37 mil
五、钻锣带制作知识的介绍
2、钻(锣)带文件头介绍（以常用的EXEL格式为例）
3、垫板 要求垫板本身树脂成分不能过高，否则钻孔时将会形成熔融的脂 球黏附在孔壁。常用的有： a.普通纸质垫板 b.高密度纸质垫板 c.酚醛垫板
五、钻锣带制作知识的介绍
1、钻孔档（Drill File）介绍 a.常见格式：
Exel系
S&m系
b.坐标格式
LEADING ZERO 省前0补后0 例：12.3→12300
原因分析
解决对策
钻咀磨损过度
更换钻咀
板材问题
更换板材
切割速度过快
降低转速或下钻速
钻头断或钻咀长度不够 更换钻咀重新补孔
台面不平
调整台面平整度
下钻深度设置错误
更改合理设置
操作失误Biblioteka 补孔或报废钻带出错或格式用错 用正确格式的钻带生产
三、钻孔品质及其鱼骨图分析
1、钻孔的品质要求 孔径：+0/-1mil 孔位：≤2mil
原因分析
解决对策
内层焊盘不硬
检查内层
板材厚板不均匀
更换更好的板材
压力脚不平或压力不足 更换压脚或调整气压
烤板时间或温度不够 重新烤板
钻床不稳定
检查钻床固定座
主轴偏摆过大
清洗夹嘴或维修主轴
钻咀类型不附或有缺口 更换钻咀
盖板不好
更换盖板
高速PCB中的过孔研究
高速PCB中的过孔研究一、过孔就是在印制电路板中打的一个孔，用来固定安装接插元件或连通层间走线。
由两部分组成，中间的钻孔和钻孔周围的焊盘区。
过孔一般分为三类：埋孔、盲孔和通孔。
埋孔是位于电路板内部的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
盲孔是位于印制线路板的顶层的底层表面，有一定的深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度与孔径通常不超过一定的比率。
通孔是穿过整个线路板，用于实现层间走线互连或者作为元件的安装定位孔。
如下图所示：二、过孔的寄生电容高速电路中过孔会产生寄生电容，寄生电容的大小：其中是地平面上间隙孔德直径；是环绕过孔的焊盘的直径；是电路板的相对介电常数；T是印制电路板的厚度；C是过孔的寄生电容。
过孔的寄生电容会使数字信号的上升减缓或者变差，降低电路板的速度。
三、过孔的寄生电感过孔的寄生电感存在与每个过孔中，大小为：其中L为过孔的寄生电感；h为过孔的长度；d为过孔的直径。
过孔的寄生电感会降低电源旁路电容的有效性，使整个电源的供电滤波效果变差。
四、返回电流与过孔的关系返回电流的基本原则是高速返回信号电流沿着最小的电感路径前进。
对于有多个地平面的PCB来说，返回信号电流在最靠近信号线的地平面上，直接沿着信号线下面的一条路径回流。
五、过孔的设计原则（1）选择合理尺寸的过孔。
对信号传输线中使用的过孔，过孔的寄生电容对信号的传输影响比较大，所以要选用尺寸小的过孔。
对电源附近，电源线时，过孔的寄生电感会降低电源的旁路电容对电源信号的滤波效果，所以选用尺寸比较大的过孔。
地平面之间的过孔选用较大的尺寸，减小阻抗。
（2）使用较薄的PCB板有利于减少过孔的寄生电容及寄生电感。
（3）对元器件合理布局，使高速走线的返回电流不在平面间跳跃。
（4）限制走线。
使走线保持在离地平面最近的一面走线。
（5）电源和地管脚就近打孔，过孔和管脚之间的引线尽量短，减小电感。
（6）在每个信号过孔旁边打孔接地，使返回电流与信号的回路面积最小。
高速PCB单端过孔研究
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文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ０ ０ ９ ６（ ２ ０ １ ４） ０ ７ — ０ ０ １ ０ — ０ ５
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ０ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ — ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｖ ｉ ａ ｓ ｉ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ＰＣＢ
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PCB过孔全介绍
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PCB 过孔全介绍 过孔（via）是多层 PCB 的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占 PCB 制板费用的 30%到 40%。简单 的说来，PCB 上的每一个孔都可以称之为过气连接； 二是用作器件的固定或定位。 如 果 从 工 艺 制 程 上 来 说 ， 这 些 过 孔 一 般 又 分 为 三 类 ， 即 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，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。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。上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程 中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为 元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而 不用另外两种过孔。以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘 区，见下图。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的 PCB 设计时，设计者 总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越 小，更适合用于高速电路。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 PCB 厂家能提供的钻孔直径最小只能达到 8Mil。 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 T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1) 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。 三、过孔的寄生电感 同样，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，h 是过孔的长度，d 是中心钻孔的直径。从式中可以看出，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。仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为： L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信号的上升时间是 1ns，那么其等效阻抗大小为： XL=πL/T10-90=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。
PCB钻孔的流程、分类和技巧
PCB钻孔的流程、分类和技巧电路板（（PCB））用盖板和垫板（简称为盖/垫板）是PCB（机械）钻孔加工必备的重要材料之一。
它在PCB孔加工中，无论是确保（产品）品质、工艺的实施，还是经济效益，都起到非常重要的作用。
在电路板进行机械钻孔加工时,放置在待加工覆铜板（或电路板）的上/下表面，以满足加工工艺要求的板状材料,称为盖/垫板。
其中，盖放于待加工基板材料上表面的，最先与钻针入钻时接触的板状材料，称为“盖板”；钻孔时垫在待加工基板材料下表面的，与钻孔设备台面直接接触的板状垫料，称为垫板。
钻孔是PCB制造中最昂贵和最耗时的过程。
PCB钻孔过程必须小心实施，因为即使是很小的错误也会导致很大的损失。
钻孔工艺是PCB制造过程中最关键的工艺。
钻孔工艺是通孔和不同层之间连接的基础，因此钻孔技巧十分重要。
PCB钻孔一、PCB钻孔技术主要有2 种PCB 钻孔技术：机械钻孔和激光钻孔。
PCB钻孔技术1、机械钻孔机械钻头的精度较低，但易于执行。
这种钻孔技术实现了钻头。
这些钻头可以钻出的最小孔径约为6密耳(0.006 英寸)。
机械钻孔的局限性当用于FR4 等较软的材料时，机械钻可用于800 次冲击。
对于密度比较大的材料，寿命会减少到200 计数。
如果PCB 制造商忽视这一点，则会导致出现错误的孔，从而导致电路板报废。
2、激光钻孔另一方面，激光钻可以钻出更小的孔。
激光钻孔是一种非接触式工艺，工件和工具不会相互接触。
激光束用于去除电路板材料并创建精确的孔，可以毫不费力地控制钻孔深度。
激光技术用于轻松钻出受控深度的过孔，可以精确钻出最小直径为2 密耳(0.002”)的孔。
激光钻孔限制电路板由铜、玻璃纤维和树脂制成，这些PCB 材料具有不同的（光学）特性，这使得激光束很难有效地烧穿电路板。
在激光钻孔的情况下，该过程的成本也相对较高。
二、PCB钻孔流程对于PCB（工程师）来说，如果设计电路板，也必须要了解PCB 的制造。
这样才能保证（PCB设计）是可制造，也是可靠的，反过来如果在设计时就注意到制造上的工艺，可以降低成本，并且可以在规定的时间内交付产品。
pcb过孔制作工艺
pcb过孔制作工艺PCB（Printed Circuit Board）是电子元器件的载体，通过PCB上的导线连接各个元件，实现电路的功能。
而PCB过孔制作工艺是在PCB制作过程中的一项重要工艺，用于通过连接不同层的导线，以实现电路的连通性。
本文将详细介绍PCB过孔制作工艺的步骤和注意事项。
我们来了解一下PCB过孔的原理。
PCB过孔是通过在PCB板上钻孔，并在孔内内置金属化导孔，用于连接不同层的导线。
常用的PCB过孔类型有三种：Through-hole（通孔）、Blind via（盲孔）和Buried via（埋孔）。
通孔连接整个PCB板的不同层，而盲孔和埋孔则连接PCB板的部分层。
在PCB过孔制作工艺中，首先要进行钻孔。
钻孔是将PCB板上的孔钻出来，用于后续的导电处理。
钻孔需要使用专用的钻孔机进行，钻孔机具有高速、高精度的特点。
在钻孔过程中，需要根据设计要求的孔径和孔距进行钻孔。
同时，还需注意钻孔机的钻头磨损情况，及时更换磨损的钻头，以保证钻孔的质量。
钻孔完成后，需要进行铜盖孔处理。
铜盖孔是将钻孔后的孔壁进行处理，以防止电镀时铜被导通。
铜盖孔处理可以通过喷涂阻焊或化学镀铜的方式进行。
喷涂阻焊是将阻焊材料喷涂在孔壁上，形成一层绝缘层；化学镀铜则是在孔壁上镀一层铜膜，起到隔离的作用。
铜盖孔处理完成后，还需进行表面处理，以便于后续的电镀。
接下来是电镀工艺。
电镀是将钻孔后的孔壁镀上一层金属，以实现导电连接。
常用的电镀方法有湿法电镀和干法电镀。
湿法电镀是将PCB板浸泡在电镀槽中，通过电解的方式进行电镀。
而干法电镀则是将PCB板放入真空室中，通过物理气相沉积的方式进行电镀。
电镀后的PCB板要进行清洗和烘干，以去除表面的杂质和水分。
最后是钻孔后处理工艺。
钻孔后处理包括去除残铜和去毛刺两个步骤。
去除残铜是将电镀后的铜膜剥离，以保证孔壁的光滑度和平整度。
去毛刺则是用刀具将孔口的残留材料刮除，以免影响后续组装工艺。
高速PCB信号过孔的仿真优化
现高速信号传输 要求 的前提下 ，来考虑 是否 对过孔进行背钻。
（ ）总结 四
本 文 结 合 一 个 背 板 实 例 ，运 用 三 维 场 仿 真 工 具 Ａ ｓｆ ｎｏｔ Ｈ Ｓ ，对 信 号 过 孔 的 进 行 优化 仿真 分析 。仿 真 结 果 可 以看 出， ＦＳ 在 以 上 的 三 种 优 化 方 案 中 ， 对 减 小 信 号 过 孔 的传 输 损 耗 都 有 帮 助 。其 中 ，减 少 过 孔 非走 线 层 的 焊 盘 ，改 变 过 孔 反 焊 盘 形 状 ，这 两 种 优化 方案 实现 起 来 比较 容 易 ，但 改善 效 果 不 显 著 。 采 用 背 钻 ，大 大 的减 少 了 过 孔 对 信 号 的影 响 ，但 会 增 加 加 工 成 本 。所 以 ，在 考 虑 满 足 信 号 传 输 质 量 的 条 件 下 ，来 选 择 过 孔 的优 化 方 案 。 另外 ，利 用 仿 真 的方 法 ，能 够 为 高速 Ｐ Ｂ设 Ｃ 计 提 供 重 要 的 参 照 和 建 议 ， 可 以 大 大 缩 短 设 计 周 期 和 开 发 成
艺 后 ，也 会 大 大 增 加 Ｐ Ｂ加 工 的 成 本 。所 以在 高速 Ｐ Ｂ设 计 Ｃ Ｃ
中 ， 如 果 信 号 过 孔 的残 桩 长 度 比较 大 ，在 权 衡 成 本 ， 以及 实
３ 对过孔进 行背钻 ．
由于 信 号 是 从 表 面 经 过孔 换 层 到 第 ３ 层 ， 从 第 三层 到底
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本。
【 考文献 】 参 ［ 魏 丽 丽 ， 浩 ． 速 Ｐ Ｂ 过 孔 设 计 Ｕ． 子 质 量 ， １ 】 刘 高 Ｃ １电
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高速PCB过孔的影响以及时域分析波形图
高速PCB过孔的影响以及时域分析波形图
高速PCB过孔的影响以及时域分析波形图
时间:2008-03-24 来源: 作者:poqi055 点击：478 字体大小:【大中小】
此过孔在在设计阻抗为50欧姆、8层PCB板(FR4)上做的，信号是从顶层到底层。
使用Ansof的工具，计算的集总参数是：
电容： 0.68 pF
直流电阻： 5.2 毫欧姆
直流电感： 1.36 nH
交流电阻： 18.5 毫欧姆
交流电感： 1.09 nH
图中是时域波形分析，浅蓝色曲线是没有通过过孔的输出波形，深蓝色曲线是通过过孔的输出波形。
红色是输入波形。
频率大约200MHz，沿的速率0.1ns。
可以看到尽管是一个过孔，即使在200MHz不太高的情况下，对SI还是有一定的影响的。
不过顺便说一句，
这个过孔的结构，不太适合50欧姆设计阻抗的PCB板，如果精心设计，影响会小一些。
(可以通过改变过孔结构：过孔尺寸、反焊盘尺寸调节输入阻抗，也可以改变介质的介电常数。
)。
高速PCB单端过孔研究超详细过程
高速PCB单端过孔研究超详细过程1.设计过程：-首先确定过孔的尺寸和位置，通常根据具体的信号传输要求和PCB板的布局来确定。
- 使用高速PCB设计软件，如Altium Designer、PADS等，进行布线设计。
在布线过程中，要考虑信号线的匹配阻抗，避免信号的反射和串扰。
-根据布线要求，在设计软件中添加过孔元件，并连接到相应的信号线、地线或电源线上。
-进行电磁仿真，确保过孔的设计符合高速信号传输要求，如控制信号的时延、上升/下降时间等。
-完成布线设计后，进行必要的校对和优化，确保设计的合理性和可行性。
2.制造过程：-根据设计文件，制作PCB板的工程图和钻孔图，包括过孔的位置和尺寸等。
-使用数控钻床进行钻孔加工，钻孔时要保持精确的位置和垂直度，避免孔径过大或过小。
-在钻孔后，使用化学镀铜或电解铜方法在孔内形成铜涂层，以提高导电性能。
-对于高速过孔，还需要进行二次镀铜处理和铜薄板处理，以保证更好的信号传输质量。
-在完成铜涂层后，进行钻孔的涂覆和烧结，以增加过孔的机械强度和稳定性。
-最后，通过电镀或喷涂等方法，将PCB板制成最终的成品。
3.检测和测试：-使用显微镜或光学测量设备，对过孔进行检测，检查孔径和涂层的一致性和均匀性。
-使用高频测试仪器，如网络分析仪、时域反射仪等，对PCB板进行信号传输测试，检验过孔的传输性能和信号完整性。
-如果发现问题，可以进行返工或调整，如重新涂层、重新钻孔等。
-最后，根据测试结果进行分析和总结，为后续的设计和制造过程提供经验和改进方向。
综上所述，高速PCB单端过孔的研究过程包括设计、制造和测试等多个环节。
在过程中，需要根据信号传输要求进行设计，使用专业软件进行布线和仿真，精确制造过程和严格的检测测试，以确保高速PCB单端过孔的质量和性能。
pcb钻孔流程
pcb钻孔流程
PCB钻孔流程。
PCB（Printed Circuit Board）即印刷电路板，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件的连接体。
在PCB制作过程中，钻孔是一个非常重要的环节，它直接影响着电路板的质量和性能。
下面将介绍PCB钻孔的流程。
首先，PCB钻孔的准备工作非常关键。
在进行钻孔之前，需要对PCB板进行严格的检查，确保其表面没有缺陷和污垢。
同时，还需要准备好钻孔设备和工具，包括钻头、钻床、冷却液等。
在准备工作完成后，就可以开始进行钻孔操作了。
其次，是钻孔的加工过程。
在进行钻孔之前，需要根据PCB设计图纸确定钻孔位置和孔径大小。
然后，将PCB板固定在钻床上，调整好钻头的位置和速度，开始进行钻孔操作。
在钻孔过程中，需要不断添加冷却液，以降低钻头和PCB板的温度，防止其发生变形和损坏。
钻孔结束后，还需要进行清洁工作，将残留在孔内的金属屑和冷却液清洗干净。
最后，是钻孔的检验和修整。
在进行钻孔操作后，需要对钻孔进行检验，确保其位置和孔径大小符合要求。
如果发现有不合格的钻孔，需要及时进行修整，以保证PCB板的质量。
修整的方法包括重新钻孔、填充材料等，直到所有的钻孔都符合要求为止。
总之，PCB钻孔是PCB制作过程中非常重要的一环，它直接关系到电路板的质量和性能。
因此，在进行PCB钻孔时，需要严格按照流程进行操作，确保每一个细节都符合要求。
只有这样，才能制作出高质量的PCB板，满足不同电子产品的需求。
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高速PCB单端过孔研究超详细过程
在高速数字电路设计中，过孔的寄生电容、电感的影响不能忽略，此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点，会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。
本文采用矢量网络分析仪研究了过孔长度、过孔孔径、焊盘/反焊盘直径对过孔阻抗的影响。
通过在信号孔旁增加接地孔，为过孔电流提供回路方法，提高过孔阻抗的连续性，并有效降低过孔损耗。
结果表明，增加接地孔可实现对过孔阻抗的控制，过孔阻抗随接地孔数量增加而降低，当采用4个接地孔时过孔阻抗可通过同轴电缆阻抗公式进行近似计算。
此外，本文还探讨了过孔多余短柱对过孔阻抗及损耗的影响。
结果表明，过孔多余短柱长度每增加0.10 mm，过孔阻抗降低0.4-0.9 ohm，且过孔损耗随多余短柱长度增加而增大。
本研究可为高速数字电路过孔设计和优化提供依据。
1、前言现代高速数字电路设计中，过孔对PCB信号完整性的影响不容忽视［1-2］。
在高速设计中往往要采用多层PCB，而在多层板中，信号从某层互连线传输到另一层互连线就需要通过过孔来实现连接，在频率低于1GHz时，过孔能起到一个很好的连接作用，其寄生电容、电感可以忽略。
当频率高于1GHZ后，过孔的寄生效应对信号完整性的影响就不能忽略，此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点，会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题［3］。
当信号通过过孔传输至另外一层时，信号线的参考层同时也作为过孔信号的返回路径，并且返回电流会通过电容耦合在参考层间流动，并引起地弹等问题［4-5］。
目前，有关过孔相关研究报道还比较少，且研究基本是采用仿真软件来模拟过孔参数对过孔阻抗及S参数的影响［6-8］。
这些仿真结果只能帮助设计者了解相关参数对过孔阻抗及信号完整性的影响趋势，但不能准确给出过孔参数的影响程度，难以指导实际工程设计。
本研究通过采用网络分析仪测试TDR曲线方法研究了单端过孔阻抗，分析了过孔孔径、过孔长度、焊盘/反焊盘尺寸对过孔阻抗的影响；通过为过孔信号提供返回路径的方法，研究了接地孔对过孔阻抗、损耗的影响，还探讨了多余短柱对过孔阻抗及损耗的影响。
2、试验方法2.1、主要材料与仪器。