过孔相关的基础知识，面试可能用得到！

原文来自公众号：信号完整性学习之路

这里所说的过孔Via不是指HDI（High Density Interconnector）使用的盲埋孔，而是MLB更多使用的通孔PTH（Plated through hole） Via。

过孔形状

通孔内径通常有0.2mm、0.25mm和0.3mm，针对不同类产品，会有不同的选择。比如0.3047/0.5588/0.8128 (drill/pad/antipad)。

过孔排列

过孔的排列，更关注于相邻过孔转换之间的耦合，以此来确定缝合过孔的位置选择，保证信号的性能最优化。

· TX&RX避免靠近

· 垂直打孔

· 错列打孔

实际的版图设计中，不管什么打孔，都是建议保持一定距离，这是防止过孔垂直区域的串扰。

很多规范文件给出的建议值：差分过孔间距25~50mil，回流地孔的距离80~100mil

根据相关的仿真结果给出反焊盘形状：椭圆形和8字形。

过孔影响因素：

之前也有文章，特别写过。可以参考过孔前文：

想起面试被问过关于过孔的两道题

总结一下规律：

还有一个背钻（Back drill）的问题。

对于背钻，主要 钻头尺寸 ， 完成厚度 ， 完成孔尺寸 ，关键区域的最小深度， 最大背钻深度等由连接器供应商和 PCB 制造商指定，以最大限度地提高 可靠性。

钻头的直径要大于通孔的孔直径，一般背钻孔径＝ 钻孔直径＋10mil 。需要和对应的板厂对接生产工艺，根据加工钻孔的深度工艺公差水平在“不能破坏PCB孔与走线连接”的基础上保证“剩余Stub长度尽可能小”。这里面有个临界区，是指电镀通孔要求必须符合规范的区域。仅允许在非关键区域进行背钻。

什么时候考虑背钻？这个取决于芯片驱动能力，互连链路，信号速率等等。一般的经验是 ≥5Gbps 速率的信号就需要考虑了。

当然，我也看过有的设计，在Stub残桩背钻处理和反焊盘的处理，做了一个取舍。简单来说，过孔背钻的处理解决的是反射的问题，反焊盘的处理解决的是阻抗突变的问题。但这里面其实还有EM问题。

PCB板的叠层和板材，对过孔的影响是不可忽略的，只不过这部分的因素就没有加入其中来展开。但我们在实际工作中，还是要注意叠层和板材对过孔以及版图设计的影响。

对过孔的定性，除了阻抗，还有其他参数，比如插入损耗、回波损耗、NEXT 和 FEXT，可以更全面了解过孔或过孔阵列的排序。

下面是几种过孔排列形式：

相关仿真得出：红色标记处的参数最好。

还有一个需要注意的是：过孔表面镀铜，高速总线性能可能会受到表面粗糙度的影响，从而导致高频信号衰减，这里面除了铜箔类型，还有工艺的问题。

当然，除了所说的信号过孔，还有电源孔，除了考虑载流能力，还要考虑PDN 的影响。这样说来，过孔可琢磨的方向就更多了。

参考文献：

Design Con2021_Effects of Via configurations

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