过孔的寄生电容和电感--B

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过孔对信号的影响

过孔对信号的影响过孔对信号的影响一、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。

二、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过孔的寄生电容和电感

PCB过孔‎的寄生电容‎和电感的计‎算和使用一、PCB过孔‎的寄生电容‎和电感的计‎算PCB过孔‎本身存在着‎寄生电容，假如PCB‎过孔在铺地‎层上的阻焊‎区直径为D‎2,PCB 过孔‎焊盘的直径‎为D1,PCB板的‎厚度为T,基板材介电‎常数为ε,则PCB过‎孔的寄生电‎容数值近似‎于：C=1.41εTD‎1/(D2-D1)PCB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‎的速度尤其‎在高频电路‎中影响更为‎严重。

举例，对于一块厚‎度为50M‎i l的PC‎B，如果使用的‎P CB过孔‎焊盘直径为‎20Mil‎（钻孔直径为‎10Mil‎s），阻焊区直径‎为40Mi‎l,则我们可以‎通过上面的‎公式近似算‎出PCB过‎孔的寄生电‎容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0‎.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容‎引起的上升‎时间变化量‎大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值‎可以看出，尽管单个P‎C B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PCB过‎孔进行层间‎的切换，就会用到多‎个PCB过‎孔，设计时就要‎慎重考虑。

实际设计中‎可以通过增‎大PCB过‎孔和铺铜区‎的距离（Anti-pad）或者减小焊‎盘的直径来‎减小寄生电‎容。

PCB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，PCB 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‎下面的经验‎公式来简单‎地计算一个‎P CB过孔‎近似的寄生‎电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指P‎C B过孔的‎电感，h是PCB‎过孔的长度‎，d是中心钻‎孔的直径。

过孔寄生电容

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.四、高速PCB中的过孔设计通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应.为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:1、从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小.比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔.目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了.对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗.2、上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数.3、PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔.4、电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加.同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗.5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路.甚至可以在PCB 板上大量放置一些多余的接地过孔.当然,在设计时还需要灵活多变.前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况,也有的时候,我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉.特别是在过孔密度非常大的情况下,可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽,解决这样的问题除了移动过孔的位置,我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小.。

PCB布线规则详解

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：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。

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：～0.3mm,最经细宽度可达～0.07mm,电源线为～2.5 mm 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) 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。

或是做成多层板，电源，地线各占用一层。

2、数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB 不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。

因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。

数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。

数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。

也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。

3、信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。

首先应考虑用电源层，其次才是地层。

因为最好是保留地层的完整性。

4、大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。

pcb中线宽,过孔的大小与通多大电流之间的关系---文本资料

电学单位（电流单位）mA(毫安)另有A（安，全称安培），μA（微安）1A=1000mA，1mA=1000μA1A （安培） =40 mil常温下12mil/20mil的埋孔(孔壁厚13um)最低通流大约是300mA,4mil/12mil(孔壁厚10um)的盲孔为250mA.每层的过孔通流要依据铜厚来计算。

长度单位1um（1微米）=0.001mm（0.001毫米）过孔,在线路板中，一条线路从板的一面跳到另一面，连接两条连线的孔也叫过孔（区别于焊盘，边上没有助焊层。

）过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔，在工艺上，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圆形焊盘形状，过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。

过孔不仅可以是通孔，还可以是掩埋式。

所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔；掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面，仿佛被其它敷铜层掩埋起来。

图4-4为六层板的过孔剖面图，包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。

过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔，在工艺上，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圆形焊盘形状，过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。

过孔不仅可以是通孔，还可以是掩埋式。

所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔；掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面，仿佛被其它敷铜层掩埋起来。

图4-4为六层板的过孔剖面图，包括顶层、电源层、中间1层、中间2层、地线层和底层。

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。

PCB 布板中过孔的作用

PCB布板过孔的作用过孔的多少不等同于决定某种实际的意义！大家都知道在高频情况下，印刷电路板上的布线的分布电容会起作用，当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时，就会产生天线效应，噪声就会通过布线向外发射，如果在PCB 中存在不良接地的敷铜话，敷铜就成了传播噪音的工具，因此，在高频电路中，千万不要认为，把地线的某个地方接了地，这就是“地线”，一定要以小于λ/20 的间距，在布线上打过孔，与多层板的地平面“良好接地”。

如果把敷铜处理恰当了，敷铜不仅具有加大电流，还起了屏蔽干扰的双重作用，还有另一点：打过孔解决孤岛（死区），增加敷铜面积；我们都知道电源板的走线多是加宽了的，甚至有的还用到敷铜来代替走线。

所以采用全局敷铜时就没有太多空间了，这时加过孔也不失为一个解决办法。

你提到的这块PCB就直观而言无疑就起到以下作用：加过孔降低阻抗是对的，不过高频状态下，铜箔阻抗主要来源于趋肤效应，所以增加铜箔厚度没有什么功效，这里用的是让共轭的电流相互靠近，以减小互感量，从而达到减小阻抗的目的。

打很多过孔是为了分散同向电流，减小过孔电感而降低阻抗。

过孔过孔也称金属化孔。

在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。

过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。

孔本身存在着对地的寄生电容，同时也存在着寄生电感，往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。

1基本概念过孔,在线路板中，一条线路从板的一面跳到另一面，连接两条连线的孔也叫过孔（区别于焊盘，边上没有助焊层。

）过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。

在工艺上，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圆形焊盘形状，过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。

过孔不仅可以是通孔，还可以是掩埋式。

所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔；掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面，仿佛被其它敷铜层掩埋起来。

过孔的寄生电容

过孔的寄生电容过孔的寄生电容是电路设计中一个非常重要的概念。

在PCB （Printed Circuit Board，印刷电路板）设计中，过孔是将不同层之间的信号连接起来的一种方法。

然而，由于过孔的结构特性，会使其具有一定的电容效应，从而对电路的性能产生一定的影响。

我们来了解一下什么是过孔。

过孔是指将电路板上的不同层之间通过孔洞连接起来的一种技术。

过孔通常由导电材料填充，以确保电流能够顺利通过。

在多层PCB设计中，过孔起到了信号传输的重要作用，可以连接不同层之间的信号线，实现信号的传输与交换。

然而，过孔的结构特性决定了它具有一定的电容效应。

过孔的两端分别位于不同的电路层，而这两个电路层之间的介质就构成了过孔的电容。

这个电容被称为过孔的寄生电容。

过孔的寄生电容对于高频信号的传输会产生一定的影响。

在高频电路中，信号的频率非常高，电流会在过孔中频繁地变化方向。

由于过孔的寄生电容存在，这种频繁的电流变化会使得电压在过孔上出现滞后，从而导致信号的失真。

因此，在高频电路设计中，需要对过孔的寄生电容进行合理的考虑和抑制。

为了降低过孔的寄生电容对电路性能的影响，可以采取一些措施。

首先，可以选择合适的过孔尺寸。

一般来说，过孔的直径越小，其寄生电容就越小。

因此，在设计中可以根据实际情况选择适当的过孔直径，以满足电路的要求。

可以采用分布式布线的方式来减小过孔的寄生电容。

分布式布线是指将信号线在PCB上均匀地分布，使得信号线与过孔之间的距离尽量相等。

这样可以减小过孔的寄生电容，提高信号的传输质量。

还可以采用盖孔（via stitching）的方法来降低过孔的寄生电容。

盖孔是指在过孔周围布置一圈导电材料，形成一个“盖子”，将过孔与周围层隔离开来。

这样可以有效地减小过孔的寄生电容，提高信号的传输性能。

总结起来，过孔的寄生电容是PCB设计中需要考虑的一个重要因素。

在高频电路设计中，过孔的寄生电容会对信号的传输产生影响，需要采取相应的措施进行抑制。

PCB布线中的过孔和电容效应分析报告和结构优化

PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化-电气论文PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化尚文亚1，2，刘丰满1，3，王海东1，3，何慧敏1，2，3，万菲1，3，于大全3，4，上官东恺1，3（1.华进半导体封装先导技术研发中心，江苏无锡214315；2.中国科学院大学，北京100049；3.中国科学院微电子研究所，北京100029；4.华天科技有限公司，陕西西安710018）摘要：在多层PCB布线中，过孔和电容是常见的不连续结构。

信号线在不同平面间转换传输路径时，过孔与回流层之间的寄生电容与寄生电感将引起信号完整性的相关问题；而常用的传输线上的AC耦合电容等，引入了阻抗突变的结构，由此带来了反射等相关问题。

通过对多层PCB上的过孔进行建模仿真，研究不同变量对过孔性能的影响趋势，以协助信号完整性问题的分析；通过对电容阻抗突变处进行不同形式的补偿，仿真和测试结果相验证，得到提高信号传输质量的解决方案。

关键词：PCB传输线；过孔效应；阻抗突变；信号完整性中图分类号：TN41?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）16?0110?05收稿日期：2015?04?03基金工程：国家自然科学基金资助工程（61306136）现代电子产品益趋向高密度、小型化的方向发展，封装内的布线密度不断增加。

而随着数字信号传输速率的不断提高，信号的上升沿越来越短，过孔和电容等不连续结构带来的对传输线特征阻抗的影响越来越明显[1?2]。

而不同的介质和层叠结构上的不连续结构对电学性能的影响不尽相同，对阻抗不连续结构的阻抗补偿形式不可一概而论。

基于工程实际应用中的线性和层叠结构，本文设计了多种测试结构以提取和验证适合于实际线路的过孔模型和阻抗补偿形式。

1 传输线与反射1.1 反射原理反射产生的根本原因是互联线的阻抗有不连续的点。

信号以电磁波的形式在走线中传输的过程中，假设经过了2个阻抗不同的区域，交界面两侧的瞬态阻抗分别为Z1 和Z2 ，如图1所示。

过孔的寄生电容和电感

T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps
? ? 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，就会用到多个过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
6．对于密度较高的高速PCB板，可以考虑使用微型过孔
举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用的过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,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/(0.040-0.020)=0.31pF
? ? 这部分电容引起的上升时间变化量大致为：
2．上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。
3．PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。
4．电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好。可以考虑并联打多个过孔，以减少等效电感。
5．在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上放置一些多余的接地过孔。
? ? 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。我们可以用下面的经验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。

过孔对pcb的影响

PCB过孔对信号传输的影响一．过孔的基本概念过孔（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孔。

从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；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。

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，如果一块正常的6层PCB 板的厚度（通孔深度）为50Mil，那么，一般条件下PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。

随着激光钻孔技术的发展，钻孔的尺寸也可以越来越小，一般直径小于等于6Mils的过孔，我们就称为微孔。

PCB过孔概念、寄生参数介绍

PCB过孔概念、寄生参数介绍 2003-11-18 上海泰齐科技网一、过孔的概念过孔（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孔。

从作用上看，过孔可以分成两类：1、用作各层间的电气连接。

2、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。

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。

过孔寄生电容的计算

过孔寄生电容的计算过孔寄生电容是电路设计中常见的问题之一，它会对电路的性能和稳定性产生重要影响。

本文将详细介绍过孔寄生电容的计算方法和相关知识。

一、什么是过孔寄生电容过孔寄生电容是指在多层印制电路板（PCB）中，由于电流在过孔周围的金属层和绝缘层之间的电容效应而产生的电容。

这种电容对于高频信号传输和电路性能非常重要。

过孔寄生电容的计算方法可以分为近似计算和精确计算两种。

1. 近似计算方法近似计算方法通常应用于一般情况下，可以通过简单的公式来估计过孔寄生电容。

其中，最常用的公式是：C = ε × A / d其中，C表示过孔寄生电容，ε为介质的相对介电常数，A为过孔的面积，d为过孔的长度。

2. 精确计算方法精确计算方法通常应用于特殊情况下，比如对于多层PCB中的信号线和地线之间的过孔寄生电容。

精确计算方法需要考虑到多层PCB 的结构和介质的分布。

精确计算方法可以通过有限元分析（FEM）的软件进行计算。

首先，需要建立一个准确的PCB三维模型，然后使用有限元分析软件进行电场仿真，最后得到过孔寄生电容的准确数值。

三、过孔寄生电容的影响因素过孔寄生电容的数值受到多种因素的影响，包括过孔的尺寸、布局和PCB的结构等。

1. 过孔尺寸过孔的尺寸对过孔寄生电容有重要影响。

通常情况下，过孔的面积越大，过孔寄生电容的数值也会越大。

2. 过孔布局过孔的布局也会对过孔寄生电容产生影响。

如果过孔之间的距离较小，过孔寄生电容的数值也会较大。

3. PCB结构PCB的结构对过孔寄生电容的数值有很大影响。

例如，如果PCB中有内层地平面，过孔寄生电容的数值会较小。

四、过孔寄生电容的应对方法为了降低过孔寄生电容的影响，可以采取以下几种方法：1. 增加过孔的间距：通过增加过孔之间的距离，可以减小过孔寄生电容的数值。

2. 使用内层地平面：在PCB设计中，可以增加内层地平面来减小过孔寄生电容的数值。

3. 使用绕线规则：在布线时，可以遵循绕线规则，尽量减小信号线和地线之间的过孔寄生电容。

PCB过孔元件的电气属性

PCB过孔元件的电气属性
如表格1所示，我们来仔细看一看每个过孔元件的电气属性。

表1：图1中显示的过孔元件的电气属性
一个简单过孔是一系列的π型网络，它由两个相邻层内构成的电容-电感-电容 (C-L-C) 元件组成。

表格2显示的是过孔尺寸的影
响。

表2：过孔尺寸的直观影响
通过平衡电感与寄生电容的大小，可以设计出与传输线具有相同特性阻抗的过孔，从而变得不会对电路板运行产生特别的影响。

还没有简单的公式可以在过孔尺寸与C和L元件之间进行转换。

3D电磁(EM) 场解算程序可以根据PCB布局布线中使用的尺寸来预测结构阻抗。

通过重复调整结构尺寸和运行3D仿真，可优化过孔尺寸，来实现所需阻抗和带宽要求。

过孔的寄生电容和电感

初学者制PCB板技巧之八2007年11月25日星期日 15:02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 。

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。

过孔的寄生电感和电容以及如何使用过孔

一、过孔的寄生电容和电感过孔本身存在着寄生的杂散电容，如果已知过孔在铺地层上的阻焊区直径为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，如果使用的过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,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/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps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，就会用到多个过孔，设计时就要慎重考虑。

实际设计中可以通过增大过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。

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。

我们可以用下面的经验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。

高速信号过孔寄生电容寄生电感对传输的影响

高速信号过孔寄生电容寄生电感对传输的影响首先，我们来看看过孔的寄生电容。

每个过孔都会产生一个寄生电容，这是由于过孔的两个金属层之间以及与基板间的绝缘层之间形成的电容。

这个寄生电容会导致信号的传输速度减慢。

具体来说，寄生电容会导致信号的上升时间和下降时间增加，从而减慢整个信号的传输速度。

这是因为电容的存在会导致电流的积累和放电过程中电荷的重新分配。

因此，在高速信号传输中，需要采取一些措施来减小过孔寄生电容对信号速度的影响，例如增加过孔的直径或采用铺铜的方式来减小寄生电容的大小。

其次，我们来看看寄生电感的影响。

每个过孔也会产生一个寄生电感，这是由于过孔的导线在形状上呈螺旋线状，具有一定的电感性质。

这个寄生电感会导致信号波形的失真和传输损耗的增加。

具体来说，寄生电感会导致信号的振荡和衰减，从而降低信号的完整性和可靠性。

在高速信号传输中，这是不可接受的。

因此，需要通过减小过孔的长度和增加过孔的直径来减小寄生电感的大小。

综上所述，过孔寄生电容和寄生电感对高速信号的传输具有重要的影响。

它们会导致信号的传输速度减慢、信号波形失真和传输损耗增加等问题。

为了克服这些问题，需要通过优化设计和采用适当的技术来减小过孔寄生电容和寄生电感的大小，例如增加过孔的直径、减小过孔的长度和采用铺铜的方式等。

通过这些措施，可以改善信号的传输速度、完整性和功耗，从而提高高速信号传输的性能和可靠性。

总结：高速信号过孔寄生电容和寄生电感对传输的影响是十分显著的，它们会导致信号的传输速度减慢、信号波形失真和传输损耗增加等问题。

为了解决这些问题，需要进行优化设计和采用适当的技术来减小过孔寄生电容和寄生电感的大小。

通过这些措施，可以改善信号的传输速度、完整性和功耗，提高高速信号传输的性能和可靠性。

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用PCB（Printed Circuit Board）具有极高的迷你化，使得在其上使用的元器件和线路更加复杂。

然而，由于导线的长度和元器件之间的电介质，PCB上的电路往往会出现一些寄生参数，如电容和电感。

本文将介绍如何计算和使用PCB上的过孔寄生电容和电感。

首先，我们来看看PCB过孔的寄生电容。

当在PCB上打孔时，通过连接器或其他电子元件引脚的镀铜孔，就会产生一个过孔标准电容。

通过PCB表面和过孔之间的电介质，该电容存储了电荷。

计算PCB过孔的寄生电容可以使用下面的公式：C=εr*ε0*A/d其中，C是电容值，εr是介电常数，ε0是真空介电常数（8.85x10^-12F/m），A是电容板之间的交叉面积，d是两块电容板之间的距离。

在PCB设计中，我们可以根据具体的要求来选择合适的过孔寄生电容。

一般而言，当频率较高时，我们会关注过孔寄生电容对电路的影响。

接下来，我们来看看PCB过孔的寄生电感。

当电流通过PCB上的过孔时，会产生一个过孔电感。

计算PCB过孔的寄生电感可以使用下面的公式：L=μ*(n²*h*d/4)其中，L是电感值，μ是磁导率（约等于4πx10^-7H/m），n是匝数，h是孔的长度，d是孔的直径。

在PCB设计中，为了减小过孔寄生电感，可以有以下策略：1.选择合适的PCB材料：选择具有低磁导率的材料可以降低过孔的寄生电感。

2.增加孔的面积：通过增加过孔的直径和长度，可以降低过孔的寄生电感。

3.使用多层PCB：通过在PCB上增加多层电路，可以将通过电流分散到不同的层，从而降低过孔寄生电感。

在实际的PCB设计中，我们需要根据具体的应用需求来选择合适的过孔寄生电容和电感。

一般而言，过孔寄生电容和电感较低的PCB设计可以提高电路的稳定性和性能。

最后，我们需要注意的是，PCB上的过孔不仅会带来寄生电容和电感，还会导致信号的串扰和噪声。

因此，在PCB设计过程中，需要合理布局过孔、引脚和元件，尽量减小寄生参数对电路性能的影响。

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB过孔的寄生电容数值近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)PCB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，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。

举例，对于一块厚度为50Mil 的PCB，如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值可以看出，尽管单个PCB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PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。

实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。

PCB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，PCB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。

我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指PCB过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。

从式中可以看出，PCB过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是PCB 过孔的长度。

仍然采用上面的例子，可以计算出PCB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。

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用

PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算PCB过孔本身存在着寄生电容,假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB 过孔的寄生电容数值近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)PCB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,降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。

举例,对于一块厚度为50Mil 的PCB,如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil(钻孔直径为10Mils),阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值可以看出,尽管单个PCB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PCB过孔进行层间的切换,就会用到多个PCB 过孔,设计时就要慎重考虑。

实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离(Anti-pad)或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。

PCB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,PCB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。

我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指PCB过孔的电感,h是PCB过孔的长度,d是中心钻孔的直径。

从式中可以看出,PCB过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是PCB 过孔的长度。

仍然采用上面的例子,可以计算出PCB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。