過孔相關(guān)的基礎(chǔ)知識

這里所說的過孔Via不是指HDI(High Density Interconnector)使用的盲埋孔，而是MLB更多使用的通孔PTH(Plated through hole) Via。

過孔形狀

通孔內(nèi)徑通常有0.2mm、0.25mm和0.3mm，針對不同類產(chǎn)品，會有不同的選擇。比如0.3047/0.5588/0.8128 (drill/pad/antipad)。

過孔排列

過孔的排列，更關(guān)注于相鄰過孔轉(zhuǎn)換之間的耦合，以此來確定縫合過孔的位置選擇，保證信號的性能最優(yōu)化。

·TX&RX避免靠近·垂直打孔·錯列打孔

實(shí)際的版圖設(shè)計(jì)中，不管什么打孔，都是建議保持一定距離，這是防止過孔垂直區(qū)域的串?dāng)_。

很多規(guī)范文件給出的建議值：差分過孔間距25~50mil，回流地孔的距離80~100mil。

根據(jù)相關(guān)的仿真結(jié)果給出反焊盤形狀：橢圓形和8字形。

過孔影響因素：

總結(jié)一下規(guī)律：

還有一個背鉆(Back drill)的問題。

對于背鉆，主要鉆頭尺寸，完成厚度，完成孔尺寸，關(guān)鍵區(qū)域的最小深度，最大背鉆深度等由連接器供應(yīng)商和 PCB 制造商指定，以最大限度地提高可靠性。

鉆頭的直徑要大于通孔的孔直徑，一般背鉆孔徑=鉆孔直徑+10mil。需要和對應(yīng)的板廠對接生產(chǎn)工藝，根據(jù)加工鉆孔的深度工藝公差水平在“不能破壞PCB孔與走線連接”的基礎(chǔ)上保證“剩余Stub長度盡可能小”。這里面有個臨界區(qū)，是指電鍍通孔要求必須符合規(guī)范的區(qū)域。僅允許在非關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行背鉆。

什么時候考慮背鉆?這個取決于芯片驅(qū)動能力，互連鏈路，信號速率等等。一般的經(jīng)驗(yàn)是≥5Gbps速率的信號就需要考慮了。

當(dāng)然，我也看過有的設(shè)計(jì)，在Stub殘樁背鉆處理和反焊盤的處理，做了一個取舍。簡單來說，過孔背鉆的處理解決的是反射的問題，反焊盤的處理解決的是阻抗突變的問題。但這里面其實(shí)還有EM問題。

PCB板的疊層和板材，對過孔的影響是不可忽略的，只不過這部分的因素就沒有加入其中來展開。但我們在實(shí)際工作中，還是要注意疊層和板材對過孔以及版圖設(shè)計(jì)的影響。

對過孔的定性，除了阻抗，還有其他參數(shù)，比如插入損耗、回波損耗、NEXT 和 FEXT，可以更全面了解過孔或過孔陣列的排序。

下面是幾種過孔排列形式：

相關(guān)仿真得出：紅色標(biāo)記處的參數(shù)最好。

還有一個需要注意的是：過孔表面鍍銅，高速總線性能可能會受到表面粗糙度的影響，從而導(dǎo)致高頻信號衰減，這里面除了銅箔類型，還有工藝的問題。

當(dāng)然，除了所說的信號過孔，還有電源孔，除了考慮載流能力，還要考慮PDN 的影響。這樣說來，過孔可琢磨的方向就更多了。

審核編輯：湯梓紅