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走线的过孔设计与优化指南

来源:捷配 时间: 2026/01/09 09:29:27 阅读: 12
    过孔是 PCB 走线的 “桥梁”,用来连接不同板层的走线。很多人觉得过孔只是一个 “孔”,没什么设计难度,却不知道过孔的寄生参数会严重影响高速信号的传输。今天就用问答形式,聊聊过孔的设计细节和优化方法。
 
 
问 1:PCB 过孔的结构是什么样的?它的寄生参数是怎么来的?
一个完整的过孔由三部分组成:焊盘、钻孔、阻焊油。从电气角度看,过孔相当于一个 “电容 + 电感” 的串联电路,这就是它的寄生参数。
寄生电容来自过孔的焊盘和接地层之间的耦合,焊盘面积越大、接地层距离越近,寄生电容就越大;寄生电感来自过孔的钻孔部分,钻孔越长(板厚越厚)、直径越小,寄生电感就越大。
这些寄生参数在低速电路中可以忽略不计,但在高速电路中,寄生电容和电感会导致信号阻抗不匹配,产生反射和时延,影响信号完整性。
 
 
问 2:过孔的设计,需要考虑哪些参数?怎么选择合适的过孔尺寸?
过孔的核心参数有三个:钻孔直径(D)、焊盘直径(d)、阻焊油直径
钻孔直径的选择,主要看 PCB 的板厚和制造工艺,常规 PCB 的最小钻孔直径可以做到 0.2mm,HDI 板可以做到 0.1mm 以下。钻孔直径不能太小,否则会导致钻孔困难,良率下降;也不能太大,否则会占用过多的板面积。
焊盘直径和钻孔直径的比例,行业里有个通用标准:d/D=0.5~0.6,比如钻孔直径 0.3mm,焊盘直径就选 0.45~0.5mm。这个比例可以保证焊盘和钻孔之间的铜皮有足够的宽度,防止过孔脱落。
阻焊油直径要比焊盘直径大 0.1~0.2mm,这样可以避免阻焊油覆盖焊盘,影响焊接。
另外,过孔的选择还要考虑信号类型:高速信号尽量用小尺寸过孔(比如微孔),减少寄生参数;电源和地线可以用大尺寸过孔,提高载流能力。
 
 
问 3:高速信号走线时,过孔越多越好吗?怎么减少过孔对高速信号的影响?
过孔越少越好!每一个过孔都会引入寄生参数,过孔越多,信号的阻抗波动就越大,信号完整性就越差。
减少过孔影响的方法有三个:
第一,尽量减少过孔数量,高速信号线尽量在同一板层走线,避免跨板层;
第二,使用盲埋孔代替通孔,盲埋孔只连接相邻的板层,钻孔长度比通孔短很多,寄生电感和电容也会大幅减小,是高速 PCB 的首选;
第三,在过孔旁边增加接地过孔,接地过孔可以吸收过孔的寄生电容,减少过孔对信号的干扰,同时还能增强 PCB 的散热能力。
 
 
问 4:过孔的焊盘,要不要做阻焊油覆盖?什么情况下需要做塞孔处理?
过孔的焊盘分为两种:连接走线的焊盘独立焊盘
连接走线的焊盘,不能做阻焊油覆盖,否则会影响走线和焊盘的连接;独立焊盘(比如接地过孔的焊盘),可以做阻焊油覆盖,防止焊盘氧化。
塞孔处理主要用于两种情况:一是表面过孔,为了防止焊接时锡膏流入过孔,导致虚焊,需要对过孔进行塞孔;二是高速信号过孔,塞孔可以减少过孔的寄生参数,同时还能防止灰尘和水分进入过孔,提高 PCB 的可靠性。
塞孔的方法有两种:树脂塞孔阻焊油塞孔,树脂塞孔的可靠性更高,适合高要求的产品。
 
 
问 5:PCB 走线时,过孔的布局有哪些禁忌?
有三个禁忌一定要避开:
第一,过孔不能放在焊盘上,否则会导致焊接时锡膏流失,产生虚焊;
第二,高速信号过孔不能密集排列,过孔之间的间距要大于 2 倍的焊盘直径,否则会导致过孔之间相互干扰;
第三,过孔不能放在 PCB 的板边,板边的过孔容易受到机械应力的影响,导致过孔脱落,同时也会影响 PCB 的边缘切割。
 
    过孔虽然小,但设计细节不能忽视。核心是 “选对尺寸、减少数量、做好优化”,这样才能让过孔成为高速信号的 “可靠桥梁”,而不是 “绊脚石”。

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