PCB过孔-6高频PCB过孔不好的原因

PCB 过孔会影响信号完整性

在正常情况下，您希望对消息进行布线，以使返回电流通过理想情况下位于线路正下方的接地层。这也是平衡阻抗控制传输线中发生的情况。但是，如果 PCB 过孔挡住了路，返回电流必须自己找到转换路径。它将需要跨层并到达具有最近接地 PCB 过孔的区域。

因此，如果返回电流覆盖任何额外的距离，它会延迟高频信号。这是因为额外的 PCB过孔会产生感应回路 .不仅如此；你也可能会在这条路线上积累不需要的信号。

此外，由于长延迟和显着的上升和下降周期，PCB 通孔还会降低信号完整性。您可以研究 S 参数以评估通孔对信号完整性的影响。它们反映了所有通道组件的属性，包括失效、衰减和反射等。

为了提高信号完整性，请尽量减少 PCB 通孔数量，以防出现高频信号。您将获得快速的上升时间和更短的时间延迟。如果添加较小的 PCB 过孔，它们可以缩短延迟，但不会显着影响上升时间。最后，您还可以确保减少 PCB 过孔的长度。它还将导致快速上升时间和更少的时间延迟。

PCB 通孔的功能类似于那些紧急排水管：水必须从平坦表面流过插头周围的圆柱形通道。水不能传送到下水道，因为下水道对海水有抵抗力。 PCB 通孔将电流从扁平铜线驱动到环形通路。

这里的水槽连接是非导电气体的核心，空气。从此以后，您将迫使电流流过孔周围的金属环。 PCB Via拒绝电流流动，表现为寄生电感，影响高频信号性能。

PCB 通孔上的镀层厚度也很浅，这提供了很大的电阻。所以，这个属性也不允许它携带太多电流。您将需要其中几个来处理高流量。

该电流可能从电路板的一侧流向另一侧。也会浪费空间。

从好的方面来说，您还可以通过在线计算器找到 PCB。如果您添加计划使用的 PCB 通孔尺寸，在线计算器将看到它们的总电阻。您还可以了解它们当前的承载能力和其他一些参数。

如果您不断在 PCB 设计中添加 PCB 过孔，也会给 PCB 制造商带来问题。 PCB制造商用于制造基本PCB的过程控制不适用于PCB过孔电镀过程的质量控制。

换句话说，您无法准确预测高频信号的 PCB 过孔。在开发阶段没有严格的控制是不可能的。它需要额外的设计时间和测试，以使高频 PCB 在最终组装中高效工作。

PCB 制造商还使用自动钻孔机，这会增加 PCB 通孔的制造成本。虽然在账单上看不出来，但是建议你把铜走线保持在同一层，以防出现高频信号。

更多高频信号的PCB Via也会造成阻抗不匹配。这种阻抗不连续性进一步导致反射。您可以想象一根电缆，例如用电子代替光的光纤。当一切顺利且顺利时，光会通过光缆进入一侧并从另一侧射出。

但是，如果电线或电缆的一部分出现断裂，您会观察到一些背反射光。在导体中，同样的事情也会发生，但我们找不到。为避免反射，必须进行阻抗匹配。

阻抗匹配取决于与其他走线的距离、走线宽度等。PCB 过孔是阻抗变化，因为宽度/距离和所有其他参数会突然变化。因此，您会得到部分反射，或者可能是一些 RFI 振动，或其他干扰。

PCB 过孔的另一个主要问题是它们增加了 PCB 尺寸。它们必然会占据很大的空间，因此您将需要更大的 PCB 来放置所有组件。以具有三个通孔 PCB 过孔的 PCB 板为例。它只允许您放置四个铜焊盘。

但是，如果您通过用盲孔或无 PCB 孔替换一个通孔孔来改变其方向，则可以放置六个焊盘。如果添加更多的通孔，焊盘的数量会增加。这样，您还可以放置重要的 BGA 组件。但是，最终，您会增加高频 PCB 的尺寸和成本。

PCB 尺寸也会增加，因为 PCB 不能承受大电流。如果您的高频信号伴随着大电流，您将需要多个 PCB 通孔。会增加它们的载流能力，但同时PCB间距也会增加。

PCB 过孔具有寄生电感和电容，就像 PCB 走线一样。您可以通过以下公式计算这些值：

电容：Cp =1.41*ε*t*dv/(DSM-DV)

电感：L=5.08*l * [ln(4*l/DV)+1]

其中DSM为阻焊层直径，DV为PCB过孔直径，t为PCB厚度，PCB为相对介电常数，l为PCB过孔长度。

由于长延迟和显着的上升和下降周期，这些额外的电感和电容会降低信号完整性。如果您在低频信号设计中添加 PCB 通孔，这可能不是问题。但它可能成为高频印刷电路板设计中的关键问题。

您可以通过选择介电常数较小的 PCB 来降低寄生电容。或者，您也可以选择薄 PCB。最后，您可以通过增加阻焊层面积来确保铜沉积远离焊盘。此外，如果你想减少寄生电感，选择薄的 PCB 就可以了。如果您设计并联 PCB 通孔，则等效电感也会降低。

PCB 过孔也会导致铜迹线阻抗的阶跃函数发生变化。 PCB 通孔的标准阻抗下降约为 10%。它可以根据PCB厚度、PCB尺寸等变化。

总之，我们建议您尽可能避免使用 PCB 过孔和层调整来防止信号失真。最好不要通过高频时钟传输使用任何PCB。在可行的情况下去掉 PCB 过孔上不必要的焊盘，因为这些焊盘会建立平行板电容。

如果无法将 PCB 通孔数保持为零，请设计它们以降低电感和电容。如果 PCB 过孔较小，您将获得较低的电容。如果它们具有较大的直径和较短的长度，您将获得较低的电感。如果您也将寄生参数的值保持在较低水平以避免不利影响，这也会有所帮助。

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