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1、电 学 单 位 （ 电 流 单 位 ）mA(毫 安 ) 另 有 A（ 安 ， 全 称 安 培 ） ， A（ 微 安 ） 1A=1000mA， 1mA=1000 A1A （ 安 培 ） =40 mil常 温 下 12mil/20mil 的 埋 孔 (孔 壁 厚 13um)最 低 通 流 大 约 是300mA,4mil/12mil(孔 壁 厚 10um)的 盲 孔 为 250mA.每 层 的 过 孔 通 流 要 依 据 铜厚 来 计 算 。长度单位1um（1 微米）=0.001mm（0.001 毫米）基 本 概 念过 孔 ,在 线 路 板 中 ， 一 条 线 路 从 板 的 一 面 跳 到 另 一
2、 面 ， 连 接 两 条 连 线 的孔 也 叫 过 孔 （ 区 别 于 焊 盘 ， 边 上 没 有 助 焊 层 。 ） 过 孔 也 称 金 属 化 孔 ， 在 双 面 板 和 多 层 板 中 ， 为 连 通 各 层 之 间 的 印 制 导 线 ，在 各 层 需 要 连 通 的 导 线 的 交 汇 处 钻 上 一 个 公 共 孔 ， 即 过 孔 ， 在 工 艺 上 ， 过 孔的 孔 壁 圆 柱 面 上 用 化 学 沉 积 的 方 法 镀 上 一 层 金 属 ， 用 以 连 通 中 间 各 层 需 要 连通 的 铜 箔 ， 而 过 孔 的 上 下 两 面 做 成 圆 形 焊 盘 形 状 ， 过 孔
3、 的 参 数 主 要 有 孔 的 外径 和 钻 孔 尺 寸 。 过 孔 不 仅 可 以 是 通 孔 ， 还 可 以 是 掩 埋 式 。 所 谓 通 孔 式 过 孔 是 指 穿 通 所 有敷 铜 层 的 过 孔 ； 掩 埋 式 过 孔 则 仅 穿 通 中 间 几 个 敷 铜 层 面 ， 仿 佛 被 其 它 敷 铜 层掩 埋 起 来 。 图 4-4 为 六 层 板 的 过 孔 剖 面 图 ， 包 括 顶 层 、 电 源 层 、 中 间 1 层 、中 间 2 层 、 地 线 层 和 底 层 。 过 孔 也 称 金 属 化 孔 ， 在 双 面 板 和 多 层 板 中 ， 为 连 通 各 层 之 间 的
4、 印 制 导 线 ，在 各 层 需 要 连 通 的 导 线 的 交 汇 处 钻 上 一 个 公 共 孔 ， 即 过 孔 ， 在 工 艺 上 ， 过 孔的 孔 壁 圆 柱 面 上 用 化 学 沉 积 的 方 法 镀 上 一 层 金 属 ， 用 以 连 通 中 间 各 层 需 要 连通 的 铜 箔 ， 而 过 孔 的 上 下 两 面 做 成 圆 形 焊 盘 形 状 ， 过 孔 的 参 数 主 要 有 孔 的 外径 和 钻 孔 尺 寸 。 过 孔 不 仅 可 以 是 通 孔 ， 还 可 以 是 掩 埋 式 。 所 谓 通 孔 式 过 孔 是 指 穿 通 所 有敷 铜 层 的 过 孔 ； 掩 埋 式
5、过 孔 则 仅 穿 通 中 间 几 个 敷 铜 层 面 ， 仿 佛 被 其 它 敷 铜 层掩 埋 起 来 。 图 4-4 为 六 层 板 的 过 孔 剖 面 图 ， 包 括 顶 层 、 电 源 层 、 中 间 1 层 、中 间 2 层 、 地 线 层 和 底 层 。 寄 生 电 容 孔 本 身 存 在 着 对 地 的 寄 生 电 容 ， 如 果 已 知 过 孔 在 铺 地 层 上 的 隔 离 孔 直 径为 D2,过 孔 焊 盘 的 直 径 为 D1,PCB 板 的 厚 度 为 T,板 基 材 介 电 常 数 为 ,则 过孔 的 寄 生 电 容 大 小 近 似 于 ： C=1.41 TD1/(D
6、2-D1) 过 孔 的 寄 生 电 容 会 给 电 路 造 成 的 主 要 影 响 是 延 长 了 信 号 的 上 升 时 间 ， 降低 了 电 路 的 速 度 。 举 例 来 说 ， 对 于 一 块 厚 度 为 50Mil 的 PCB 板 ， 如 果 使 用内 径 为 10Mil， 焊 盘 直 径 为 20Mil 的 过 孔 ， 焊 盘 与 地 铺 铜 区 的 距 离 为32Mil,则 我 们 可 以 通 过 上 面 的 公 式 近 似 算 出 过 孔 的 寄 生 电 容 大 致 是 ：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF， 这 部 分 电
7、 容 引 起 的 上升 时 间 变 化 量 为 ： T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。 从 这些 数 值 可 以 看 出 ， 尽 管 单 个 过 孔 的 寄 生 电 容 引 起 的 上 升 延 变 缓 的 效 用 不 是 很明 显 ， 但 是 如 果 走 线 中 多 次 使 用 过 孔 进 行 层 间 的 切 换 ， 设 计 者 还 是 要 慎 重 考虑 的 。 寄 生 电 感同 样 ， 过 孔 存 在 寄 生 电 容 的 同 时 也 存 在 着 寄 生 电 感 ， 在 高 速 数 字 电 路 的设 计 中 ， 过 孔 的 寄 生 电 感
8、带 来 的 危 害 往 往 大 于 寄 生 电 容 的 影 响 。 它 的 寄 生 串联 电 感 会 削 弱 旁 路 电 容 的 贡 献 ， 减 弱 整 个 电 源 系 统 的 滤 波 效 用 。 我 们 可 以 用下 面 的 公 式 来 简 单 地 计 算 一 个 过 孔 近 似 的 寄 生 电 感 ： L=5.08hln(4h/d)+1 其 中 L 指 过 孔 的 电 感 ， h 是 过 孔 的 长 度 ， d 是 中 心 钻 孔 的 直 径 。 从 式 中可 以 看 出 ， 过 孔 的 直 径 对 电 感 的 影 响 较 小 ， 而 对 电 感 影 响 最 大 的 是 过 孔 的 长度
9、。 仍 然 采 用 上 面 的 例 子 ， 可 以 计 算 出 过 孔 的 电 感 为 ：L=5.08x0.050ln(4x0.050/0.010)+1=1.015nH 。 如 果 信 号 的 上 升 时 间 是1ns， 那 么 其 等 效 阻 抗 大 小 为 ： XL= L/T10-90=3.19 。 这 样 的 阻 抗 在 有 高频 电 流 的 通 过 已 经 不 能 够 被 忽 略 ， 特 别 要 注 意 ， 旁 路 电 容 在 连 接 电 源 层 和 地层 的 时 候 需 要 通 过 两 个 过 孔 ， 这 样 过 孔 的 寄 生 电 感 就 会 成 倍 增 加 。 高 速 PCB 中
10、 的 过 孔 设 计通 过 上 面 对 过 孔 寄 生 特 性 的 分 析 ， 我 们 可 以 看 到 ， 在 高 速 PCB 设 计 中 ，看 似 简 单 的 过 孔 往 往 也 会 给 电 路 的 设 计 带 来 很 大 的 负 面 效 应 。 为 了 减 小 过 孔的 寄 生 效 应 带 来 的 不 利 影 响 ， 在 设 计 中 可 以 尽 量 做 到 ： 1 从 成 本 和 信 号 质 量 两 方 面 考 虑 ， 选 择 合 理 尺 寸 的 过 孔 大 小 。 比 如 对6-10 层 的 内 存 模 块 PCB 设 计 来 说 ， 选 用 10/20Mil（ 钻 孔 /焊 盘 ） 的
11、 过 孔 较好 ， 对 于 一 些 高 密 度 的 小 尺 寸 的 板 子 ， 也 可 以 尝 试 使 用 8/18Mil 的 过 孔 。目 前 技 术 条 件 下 ， 很 难 使 用 更 小 尺 寸 的 过 孔 了 。 对 于 电 源 或 地 线 的 过 孔 则 可以 考 虑 使 用 较 大 尺 寸 ， 以 减 小 阻 抗 。 2 上 面 讨 论 的 两 个 公 式 可 以 得 出 ， 使 用 较 薄 的 PCB 板 有 利 于 减 小 过 孔的 两 种 寄 生 参 数 。 3 PCB 板 上 的 信 号 走 线 尽 量 不 换 层 ， 也 就 是 说 尽 量 不 要 使 用 不 必 要 的 过孔 。 4 电 源 和 地 的 管 脚 要 就 近 打 过 孔 ， 过 孔 和 管 脚 之 间 的 引 线 越 短 越 好 ，因 为 它 们 会 导 致 电 感 的 增 加 。 同 时 电 源 和 地 的 引 线 要 尽 可 能 粗 ， 以 减 少 阻 抗 。5 在 信 号 换 层 的 过 孔 附 近 放 置 一 些 接 地 的 过 孔 ， 以 便 为 信 号 提 供最 近 的 回 路 。 甚 至 可 以 在 PCB 板 上 大 量 放 置 一 些 多 余 的 接 地 过 孔 。
