如何优化高速PCB设计中的盘中孔并降低生产与综合成本呢？

在现代电子设备的制造过程中，高速PCB的设计变得越来越重要。随着科技的不断发展，对设备性能和速度的需求也在不断提高。在高速电路设计中，盘中孔（via-in-pad）是一种常见的设计元素，但其制造成本较高。因此，在某些情况下，将盘中孔改为普通孔可能是一种有效的降低生产成本、进而降低产品综合成本的策略。本文将探讨在何种情况下可以考虑这样的优化，以及如何进行这一变化。

高速PCB设计中的盘中孔

盘中孔是一种设计选择，通常用于连接不同层的电路。它通过在焊盘上直接放置孔，将元器件引脚与内部层或地面层相连接。这种设计有助于减少信号路径的长度，提高信号传输的速度和性能。然而，盘中孔的制造复杂度和成本相对较高，因为在孔内涂覆导电材料、填充导电材料等工艺步骤会增加制造难度和耗费更多的时间。

生产工艺流程

钻盘中孔→镀孔铜→塞树脂→固化→打磨→减铜→去溢胶→钻其它非盘中孔（通常指元件孔和工具孔）→镀孔铜和VCP面铜→正常流程。

考虑将盘中孔改为普通孔的情况

低频应用： 在一些低频应用中，信号传输速度不是主要考虑因素。这样的情况下，使用普通孔代替盘中孔可能是一个可行的选择。普通孔的制造成本相对较低，因为它不需要盘中孔的复杂制造步骤。

成本敏感型产品： 如果产品定位在市场的低端或是成本敏感型市场，为了保持竞争力，可以考虑将盘中孔改为普通孔。这样一来，虽然在一定程度上会影响信号传输性能，但可以显著降低生产成本。

对高速特性要求不高的区域： PCB通常包含不同类型的电路，有些区域对于高速特性的要求并不严格。在这些区域使用普通孔而不是盘中孔，可以有效平衡性能和成本。

步骤和注意事项

性能评估： 在考虑将盘中孔改为普通孔之前，首先需要对电路性能进行评估。确定是否有部分区域的性能要求较低，可以接受信号传输速度的轻微降低。

设计调整： 一旦确定了需要替换的区域，就需要进行相应的设计调整。这可能涉及到修改电路板布局和重新规划信号路径。

信号完整性分析： 在进行设计调整之后，需要进行信号完整性分析，确保更改不会导致电路性能的显著下降。这可能需要使用仿真工具来模拟信号传输过程。

制造流程调整： 在设计得到确认后，需要调整制造流程以适应新的孔类型。这包括更改制造工艺和相应的设备设置。

成本分析： 进行盘中孔改为普通孔的成本分析。考虑到材料成本、制造工艺的变化以及可能的设计迭代成本。

生产样品： 在进行生产之前，建议制作一些样品进行测试。这有助于确保新设计的性能和可制造性。

优势与权衡

优势：

降低生产成本： 最明显的优势是降低了制造成本，特别是在大批量生产中。

提高竞争力： 针对成本敏感型市场，产品的售价可能更具竞争力，从而吸引更多的消费者。

权衡：

性能牺牲： 改用普通孔可能导致信号传输速度的轻微降低。因此，在决策时需要仔细权衡性能和成本之间的关系。

设计调整的复杂性： 进行设计调整可能需要一些时间和精力，尤其是如果电路板设计已经比较成熟。

结论

在高速PCB设计中，考虑将盘中孔改为普通孔是一项需要仔细权衡的决策。在一些特定的情况下，这种改变可以有效降低生产成本，从而降低产品的综合成本。然而，需要在性能、成本和制造的方方面面进行全面的分析和评估。设计团队需要密切合作，确保在调整设计时不会牺牲太多性能，同时实现成本的有效控制。最终，通过仔细的计划和实施，将盘中孔改为普通孔可能成为一项成功的优化策略，为电子产品的生产提供更有竞争力的解决方案。





审核编辑：刘清