走線可以幫我們控10%的阻抗公差嗎？

我們?nèi)?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/82/" target="_blank">PCB板廠轉(zhuǎn)一圈，問(wèn)他們：走線可以幫我們控10%的阻抗公差嗎？他們會(huì)自信滿(mǎn)滿(mǎn)的答應(yīng)你：沒(méi)問(wèn)題！如果你想再摳一下，控8%，他們會(huì)稍微考慮下，也拍板說(shuō)：行（內(nèi)層）！如果這時(shí)候你問(wèn)：過(guò)孔能幫我控10%嗎？友誼的小船可能會(huì)。。。翻！

同樣是作為連接收發(fā)芯片的橋梁，為什么走線能控制到10%而過(guò)孔不行呢？我們知道，走線其實(shí)也不好控制，影響走線阻抗的加工誤差包括了蝕刻因子，層偏，表面粗糙度，而在微帶線還要再加上綠油，鍍銅厚度的影響，但是目前主流的一些板廠都能保證10%甚至8%的阻抗偏差了。而對(duì)于過(guò)孔嘛，以小編對(duì)板廠的認(rèn)識(shí)，應(yīng)該還沒(méi)有哪個(gè)板廠承諾過(guò)孔也幫你控制10%的阻抗偏差哈！那肯定說(shuō)明過(guò)孔也有很多板廠無(wú)法去把控的因素，so。。。板廠就沒(méi)辦法幫保證咯。

在本篇文章中，先介紹兩個(gè)關(guān)于過(guò)孔加工的流程，一個(gè)是鉆孔，另外一個(gè)是塞孔。對(duì)于鉆孔，很多人都知道會(huì)有影響，那到底鉆孔的加工公差到底會(huì)對(duì)過(guò)孔性能產(chǎn)生多大的影響？另外是塞孔，很多人都覺(jué)得往孔去塞樹(shù)脂或者綠油都會(huì)影響過(guò)孔的性能，我們就通過(guò)仿真的手段來(lái)驗(yàn)證下它們的影響吧。

先說(shuō)鉆孔，我們經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到兩個(gè)名字，鉆孔孔徑和完成孔徑，在我們的PCB文件中，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)8mil的孔，那你覺(jué)得工廠就會(huì)用8mil的鉆刀去鉆這個(gè)孔嗎？顯然不是的。我們知道，一個(gè)過(guò)孔要起到它連接不同層走線的作用，首先孔在垂直方向上要是通的，也就是必須要有銅在孔的垂直方向上連接，這就是我們所說(shuō)的鍍孔銅。根據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)過(guò)孔的鍍銅厚度是有一定的要求的，大概18um到20um，那么廠家實(shí)際上是保證鍍完銅之后的孔徑是8mil即可，也就是我們所說(shuō)的完成孔徑。那這樣的話我們?cè)镜你@孔孔徑就必須要比8mil要大，但是大是要大，但是大多少呢？10mil？12mil？這個(gè)大多少實(shí)際上對(duì)我們過(guò)孔的性能是有比較大的影響的。

根據(jù)廠家對(duì)鉆孔的加工誤差標(biāo)準(zhǔn)，0.2mm（8mil）的孔，最小也會(huì)用0.25mm（10mil）的鉆刀，然后如果我們不指定控制的話，廠家還有可能用到0.3mm（12mil）的鉆刀。大家都知道鉆孔大的話，阻抗會(huì)低，但是具體會(huì)低多少呢？我們仿真結(jié)果可以告訴你們。

從仿真結(jié)果可以看到，從0.2mm到0.3mm的過(guò)孔，阻抗差別達(dá)到了5歐姆以上。

從關(guān)注這個(gè)孔帶來(lái)的損耗，也可以看到有明顯的差異。

單就這一個(gè)過(guò)孔的鉆孔流程，加工的誤差就能使它大于10%的波動(dòng)了。

另外我們?cè)僬f(shuō)說(shuō)塞孔，小編這次和大家見(jiàn)面，很多朋友也問(wèn)塞孔會(huì)不會(huì)對(duì)過(guò)孔的性能產(chǎn)生影響，小編一直很堅(jiān)決的和他們說(shuō)：沒(méi)有影響！沒(méi)有影響！他們是信了，但是總感覺(jué)臉上還有一絲絲顧慮，所以回來(lái)之后就馬上做了一下仿真驗(yàn)證下，到底情況是怎樣。
下圖左右分別是不塞孔和塞孔的模型，紅色表示樹(shù)脂或者綠油塞孔。

我們分別看下兩種情況的回波損耗和插入損耗的結(jié)果對(duì)比：為什么都只有一根曲線呢？因?yàn)樗麄冎睾狭?。為什么是重合，因?yàn)榫褪菦](méi)有影響，結(jié)果是一樣的。

其實(shí)具備一點(diǎn)高速理論的知識(shí)都知道，信號(hào)在比較高速的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生趨膚效應(yīng)，這時(shí)候信號(hào)時(shí)挨著過(guò)孔的外壁去走的，所以過(guò)孔內(nèi)無(wú)論加了介電常數(shù)是多少的介質(zhì)都好，實(shí)際上信號(hào)和參考之間的電磁場(chǎng)都不會(huì)環(huán)繞到里面去，那既然沒(méi)有電磁場(chǎng)在里面，那不管你里面是什么介質(zhì)都不會(huì)有任何影響的啦。

編輯：hfy