pcb过孔设计中设计电路时对过孔的处理原则 过孔阻抗设计要匹配生产能力

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作者：王辉东

如果电路板是个人，那钻孔就是它的魂，特别是过孔，它是板子的魂魄。

在高速PCB的设计中，过孔设计是一个重要因素，并且过孔设计已成为制约高速PCB设计的关键因素之一，如处理不当可能会导致整个设计的失败。过孔是连接多层PCB中不同层走线的导体，低频的时候，过孔不会对信号传输产生影响，但随频率增加和信号上升时间的减小，过孔不能简单的被看成是电气连接，而必须考虑其对信号完整性的影响。由于过孔的寄生电容、电感的影响，一般过孔的等效阻抗比传输线低, 此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的点，会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。

听SI的大神们说增大焊盘会导致孔的容性增大，从而造成阻抗降低，增大焊盘的会导致信号的回损变差.所以说缩小过孔的焊盘能提升过孔的阻抗。并且焊盘越小，阻抗越高。

当毛毛读到这句话的时候，他的脑海中突然灵光一现，他想到了一个提升过孔阻抗的方法，越想越高兴，越高兴越想找个人把这件事情分享出去。于是他想到了在E公司工作的老同学好朋友老舍友赵理工。

于是他给赵理工发了个微信图片。

然后附上一句话，理工，我找到了改变过孔阻抗的方法，并且这种效果我感觉特别好，今天注定是一个不平凡的日子。

赵理工一看这图片，就觉得有点异常，但是找不到异常在哪里。反正就是有点不对劲。

正在深思中的赵理工，突然感觉身后有一个人，他扭头一看，是大师兄。大师兄看着赵理工电脑屏幕上的图形，对着赵理工说：“理工，你能看出有什么异常吗，这个可是钻孔和焊盘大小是1：1，并且还连着路呢,如烟也过来看看，一起学习下。”

林如烟，从自己座位上起身来到了赵理工和大师兄的跟前。

林如烟瞪着一双美目，盯着屏幕一边看着，一边惊讶的说道：

“咦，大师兄，这PCB设计的焊盘和钻孔一样大，线路怎么连接呢?“

“是呀，如烟一下子看到了问题的所在，线路和钻孔是靠焊盘连接的。请看下图所示。“

孔位偏差和对位等因素导致的钻孔不在焊盘中间，但是最少要满足IPC的二级标准，否则会造成无法连接，出现开路的情况。如下图所示，虽然有连接，但是线路最窄处只有2mil,振动时也有开路的风险。

现在这个设计焊盘和钻孔一样大小，也就是说做出来后最好的状态为钻孔和焊盘完全生合，就是一个无环电镀孔。旁边的走线，无处连接，生产无法加工，开路是必须的。

IPC-A-6012D里面关于孔环的IPC验收的IPC标准。

“那我们正常的，正常的……钻孔焊环设计标准是多少呢……”赵理工磕磕巴巴的问题道。

大师兄说：“我们通常钻机加工的孔位公差为+/-3mil

如果要保证成品钻孔不破环，必须保证余环最小为2mil

也就是说焊盘最小的尺寸为单边5mil。

如果是过孔按IPC二级标准接受破环，最小的焊环宽度为4mil。

所以说如果客户设计的钻孔尺寸大小为12mil,那么焊盘的大小是多少呢

IPC二级标准为12mil+4mil+4mil=20mil

IPC三级标准为：12mil+5mil+5mil=22mil

赵理工听完大师兄的分析后，茅塞顿开，他赶紧在微信上给毛毛回了一个消息，毛毛你的这个设计，只能看看，不能实际生产。然后把大师兄分析的结果和毛毛又说一遍。

如果要满足IPC二级标准，焊盘的宽度最少比钻孔尺寸单边大4mil。

如果要满足IPC三级标准，焊盘的宽度最少比钻孔尺寸单边大5mil。

钻孔和焊盘尺寸做一样，有线路连接等于开路。

赵理工和毛毛说完后，突然好像想起了什么，一声不吭的打开了自己的电脑，他的屏幕上出现了一幅图。他点开焊盘的设置界面如下图所示。

“哎哟，赵理工，你还当人家毛毛的老师呢，你看你的焊盘设计16MIL，钻孔设置成12mil，你这个也破环了，并且是全破了。

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原文标题：年轻人不讲武德，过孔阻抗设计不考虑生产能力

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