过孔对信号的影响
pi过孔规则
PI过孔规则是指在印刷电路板（PCB）设计中的一种规定，用于定义在电路板上的过孔的参数和布局。
以下是一些常见的PI过孔规则：
1. 过孔大小：根据电路板的层数和信号的电流要求，选择合适的过孔大小。
一般来说，过孔的直径应该大于
等于0.3mm。
2. 过孔间距：过孔之间的最小间距应该根据电路板的层数和工艺要求来确定。
一般来说，过孔间距应该大于
等于0.3mm。
3. 过孔与元件引脚的距离：过孔与元件引脚之间的距离应该根据元件的大小和引脚间距来确定。
一般来说，
过孔与元件引脚的距离应该大于等于0.2mm。
4. 过孔深度：过孔的深度应该根据电路板的层数和工艺要求来确定。
一般来说，过孔的深度应该在0.2mm
到1mm之间。
5. 过孔填充：在多层板中，过孔可能需要填充导电材料以实现层与层之间的连接。
根据具体情况，选择合适
的过孔填充材料和厚度。
6. 过孔形状：过孔的形状一般有圆形、方形和椭圆形等。
选择合适的过孔形状可以减小信号延迟和干扰。
7. 过孔阻抗控制：在高速数字电路中，过孔的阻抗对信号质量有很大影响。
根据信号的阻抗要求，选择合适
的过孔参数（如直径、层数和排列方式）以控制过孔的阻抗。
过孔阻抗控制及其对信号完整性的影响
ｒｔ ｍ ｕ ｅ ｔｐ ｔ ｏ ｉｎ ｌ ｎｖ ａ ． ｅｕ ｃ ｒ ｎ ａｈ ｆ ｒｓｇ ａ ｉｓ ｉ
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｒｓ
Ｖｉｓ Ｉ ｅ ａ ｃ ｏ ｔ ｌＳｉ ｎ ｌｎ ｅ ｒｙ ａ ； ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｎ ｒ ； ｇ ａ ｔ ｇ ｉ ｏ ｉ ｔ
Ｉ
０３ｍｍ，焊 盘直 径为０５ｒｎ，反焊 盘直径 为０７ｍ － ． ｎｌ ． ｍ， 介质 层 介 电常 数为 ４２ ．。通过 公式 （ ）算 出过孔 的 寄 １
图 １ 试 板 图 形设 计 及 叠层 结构
生 电容 大约 为０５ ２ｐ ．６ Ｆ。对 于 一个 ５ ０Ｑ的传 输 线 ，该 过孔 将使 信 号上 升时 间发 生变化 ，变 化量可 通 过下式
３ 试验 结果
３ １ 过孑 对阻抗连续 ・ 影响 ． Ｌ ｌ 生
图２ 为有 、无过 孔情 况 下 单端 微 带线 Ｔ Ｒ曲线 。 Ｄ
ｏ．￣ ２２ Ｚ／ ） ％ ０＝ ．Ｃ（ ２ ９
过孔与电流的关系
1、10mil的孔20mil的pad对应20mil的线过0.5A电流，20mil的孔40mil的焊盘对应40mil的线过1A电流，0.5oz。
2、过孔电感的计算公式为：L=5.08h[l n(4h/d)+1]L :通孔的电感h:通孔的长度d:通孔的直径其实孔的大小对其感抗影响不是很大，倒是它的长度影响大些，感抗大，其上面的压降就大些。
对于电流，应该与它的载流截面积有关，截面积越大，载流能力越大。
孔越大，截面积越大，孔壁铜层越厚，截面积越大。
3、1,金属化过孔镀层厚度只有20几到几微米，经不起大电流！因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔，或通过一个穿过两面的原件。
2,脚较粗且多的器件如CD 型插座，应尽可能少从原件面出线。
如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。
固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。
4、过孔的直径至少应为线宽的1/3 5、在走线的Via孔附近加接地Via 孔的作用及原理是什么？答：pcb板的过孔，按其作用分类，可以分为以下几种：1、信号过孔（过孔结构要求对信号影响最小）2、电源、地过孔（过孔结构要求过孔的分布电感最小）3、散热过孔（过孔结构要求过孔的热阻最小）上面所说的过孔属于接地类型的过孔，在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。
注意：信号在换层的过孔，就是一个阻抗的不连续点，信号的回流路径将从这里断开，为了减小信号的回流路径所包围的面积，必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径，减小信号的emi辐射。
这种辐射随之信号频率的提咼而明显增加。
请问在哪些情况下应该多打地孔？有一种说法：多打地孔，会破坏地层的连续和完整。
效果反而适得其反。
答：首先，如果多打过孔，造成了电源层、地层的连续和完整，这种情况使用坚决避免的。
这些过孔将影响到电源完整性，从而导致信号完整性问题，危害很大。
打地孔，通常发生在如下的三种情况：1、打地孔用于散热；2、打地孔用于连接多层板的地层；3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置；但所有的这些情况，应该是在保证电源完整性的情况下进行的。
过孔的寄生电容和电感
? ? 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，就会用到多个过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
6．对于密度较高的高速PCB板，可以考虑使用微型过孔
举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用的过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,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/(0.040-0.020)=0.31pF
? ? 这部分电容引起的上升时间变化量大致为：
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。可以考虑并联打多个过孔，以减少等效电感。
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板上放置一些多余的接地过孔。
? ? 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。我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：
L=5.08h[ln(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。
过孔对pcb的影响
PCB过孔对信号传输的影响一．过孔的基本概念过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。
简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。
从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。
如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。
盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。
由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。
以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。
从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区。
这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。
很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。
但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。
比如，如果一块正常的6层PCB 板的厚度（通孔深度）为50Mil，那么，一般条件下PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。
随着激光钻孔技术的发展，钻孔的尺寸也可以越来越小，一般直径小于等于6Mils的过孔，我们就称为微孔。
PCB中过孔对高速信号传输的影响
PCB中过孔对高速信号传输的影响1.阻抗不匹配：过孔本身具有电容和电感，会对信号传输的阻抗造成影响。
当高速信号通过过孔时，会产生反射和干扰，导致信号的丢失和信号质量的下降。
特别是在信号频率较高时，过孔的阻抗不匹配可能会导致严重的信号失真。
2.信号耦合：当多个信号线通过相同的过孔时，会产生信号间的互相干扰，从而影响信号的稳定性。
这种信号耦合可以是电容耦合、电感耦合或电磁辐射耦合等。
这种耦合会导致信号的干扰、串扰和失真，并可能引起信号的节奏不稳定。
3.串扰：高速信号经过过孔时，由于信号的边沿陡峭，会在过孔附近引起电磁波的辐射和传播。
这种辐射和传播会导致信号在邻近信号线上产生串扰。
特别是对于相邻的差分信号线，通过过孔时的串扰效应会更加显著。
4.发射和接收延迟：高速信号通过过孔时，由于信号传播速度的差异，会造成发射和接收之间的延迟。
这种延迟会导致时钟与数据之间的不同步，从而影响信号的稳定性和可靠性。
为了解决过孔对高速信号传输的影响，有以下一些方法和技术可以采取：1.使用仿真工具：通过使用电磁仿真工具，可以预测和评估信号在过孔附近的行为，并优化PCB设计，以减少信号失真和干扰。
2.地线设计：合理的地线设计可以有效地减少通过过孔的信号干扰。
例如，采用分离的地线平面，或通过增加任意形状的引地过孔来引导过孔附近的电磁辐射。
3.差分信号设计：差分信号可以降低信号的干扰和串扰效应。
通过合理走线和阻抗匹配，可以减少差分信号通过过孔时的干扰。
4.使用垂直通孔：垂直通孔通常比普通的过孔更好地保持信号完整性，因为它们更短且直接连接在PCB层上。
5.减少过孔数量：减少过孔数量可以减少对信号传输的影响。
优化布局和走线，尽量避免过孔和通过过孔的信号。
总之，PCB中过孔对高速信号传输有一系列影响，包括阻抗不匹配、信号耦合、串扰以及发射和接收延迟。
通过使用仿真工具、合理的地线设计、差分信号设计、垂直通孔以及减少过孔数量等方法，可以减少过孔对高速信号传输的影响，提高PCB设计的性能和可靠性。
PCB线路板过孔对信号传输的影响作用
PCB线路板过孔对信号传输的影响作用过孔（via）是多层PCB线路板的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB 制板费用的30%到40%。
简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。
过孔（via）是多层PCB 的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB 制板费用的30%到40%。
简单的说来，PCB 上的每一个孔都可以称之为过孔。
从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。
如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔（blind via）、埋孔（buried via）和通孔（through via）。
盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率（孔径）。
埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。
由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。
以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。
从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole），二是钻孔周围的焊盘区。
这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。
很显然，在高速，高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。
但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔（drill）和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。
比如，如果一块正常的6 层PCB 板的厚度（通孔深度）为50Mil，那么，一般条件下PCB 厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。
过孔与电流的关系
过孔与电流的关系标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]1、10mil的孔20mil的pad对应20mil的线过电流，20mil的孔40mil的焊盘对应40mil 的线过1A电流，。
2、过孔电感的计算公式为：L=[ln(4h/d)+1]L：通孔的电感h：通孔的长度d：通孔的直径其实孔的大小对其感抗影响不是很大，倒是它的长度影响大些，感抗大，其上面的压降就大些。
对于电流，应该与它的载流截面积有关，截面积越大，载流能力越大。
孔越大，截面积越大，孔壁铜层越厚，截面积越大。
3、1,金属化过孔镀层厚度只有20几到几微米，经不起大电流！因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔，或通过一个穿过两面的原件。
2，脚较粗且多的器件如CD型插座，应尽可能少从原件面出线。
如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。
固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。
4、过孔的直径至少应为线宽的1/35、在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用及原理是什么答：pcb板的过孔，按其作用分类，可以分为以下几种：1、信号过孔（过孔结构要求对信号影响最小）2、电源、地过孔（过孔结构要求过孔的分布电感最小）3、散热过孔（过孔结构要求过孔的热阻最小）上面所说的过孔属于接地类型的过孔，在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。
注意：信号在换层的过孔，就是一个阻抗的不连续点，信号的回流路径将从这里断开，为了减小信号的回流路径所包围的面积，必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径，减小信号的emi 辐射。
这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。
请问在哪些情况下应该多打地孔有一种说法：多打地孔，会破坏地层的连续和完整。
效果反而适得其反。
答：首先，如果多打过孔，造成了电源层、地层的连续和完整，这种情况使用坚决避免的。
这些过孔将影响到电源完整性，从而导致信号完整性问题，危害很大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过孔对信号的影响
过孔对信号的影响一、过孔的寄生电容
过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ε，则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41εTD1/（D2-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。
二、过孔的寄生电感
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=5.08h［ln（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。
仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050［ln（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=πL/T10-90=3.19Ω。
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。
三、高速PCB中的过孔设计
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，。