PCB生产中的过孔和背钻有哪些技术？

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做硬件的朋友都知道，PCB过孔的设计其实很有讲究，今天为大家分享PCB中过孔和背钻的技术知识。

一、高速PCB中的过孔设计

在高速PCB设计中，往往需要采用多层PCB，而过孔是多层PCB 设计中的一个重要因素。

PCB中的过孔主要由孔、孔周围的焊盘区、POWER 层隔离区三部分组成。

1.高速PCB中过孔的影响

高速PCB多层板中，信号从某层互连线传输到另一层互连线就需要通过过孔来实现连接，在频率低于1GHz时，过孔能起到一个很好的连接作用，其寄生电容、电感可以忽略。

当频率高于1 GHz后，过孔的寄生效应对信号完整性的影响就不能忽略，此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点，会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。

当信号通过过孔传输至另外一层时，信号线的参考层同时也作为过孔信号的返回路径，并且返回电流会通过电容耦合在参考层间流动，并引起地弹等问题。

2.过孔的类型

过孔一般又分为三类：通孔、盲孔和埋孔。

• 盲孔：
  指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，孔的深度与孔径通常不超过一定的比率。
• 埋孔：
  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。
• 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，所以一般印制电路板均使用。
  
  

3.高速PCB中的过孔设计

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：

• 选择合理的过孔尺寸。对于多层一般密度的PCB设计来说，选用0.25mm/0.51mm/0.91mm(钻孔/ 焊盘/ POWER 隔离区)的过孔较好;对于一些高密度的PCB 也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的过孔，也可以尝试非穿导孔;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;
• POWER隔离区越大越好，考虑PCB 上的过孔密度，一般为D1=D2+0.41;
• PCB 上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量减少过孔;
• 使用较薄的PCB有利于减小过孔的两种寄生参数;
• 电源和地的管脚要就近过孔，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;
• 在信号换层的过孔附近放置一些接地过孔，以便为信号提供短距离回路。
  

此外，过孔长度也是影响过孔电感的主要因素之一。对用于顶、底层导通的过孔，过孔长度等于PCB厚度，由于PCB层数的不断增加，PCB厚度常常会达到5 mm以上。然而，高速PCB设计时，为减小过孔带来的问题，过孔长度一般控制在2.0mm以内。对于过孔长度大于2.0 mm过孔，通过增加过孔孔径，可在一定程度上提高过孔阻抗连续性。当过孔长度为1.0 mm及以下时，最佳过孔孔径为0.20 mm - 0.30 mm。

二、PCB生产中的背钻工艺

1.什么PCB背钻?

背钻其实就是孔深钻比较特殊的一种，在多层板的制作中，例如12层板的制作，我们需要将第1层连到第9层，通常我们钻出通孔(一次钻)，然后沉铜。这样第1层直接连到第12层，实际我们只需要第1层连到第9层，第10到第12层由于没有线路相连，像一个柱子。

这个柱子影响信号的通路，在通讯信号中会引起信号完整性问题。所以将这个多余的柱子(业内叫STUB)从反面钻掉(二次钻)。所以叫背钻，但是一般也不会钻那么干净，因为后续工序会电解掉一点铜，且钻尖本身也是尖的。所以PCB厂家会留下一小点，这个留下的STUB的长度叫B值，一般在50-150UM范围为好。

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过孔分通孔、盲孔和埋孔，背钻孔深钻的一种

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背钻

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留下的STUB的长度叫B值，一般在50-150UM范围为好