浅谈PCB“过孔”的设计

时间： 2024-10-17 来源：韬略科技EMC公众号

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一、前言

“过孔”对于硬件工程师来说是一个熟悉又陌生的词汇，熟悉是因为几乎每一块PCB都会有过孔的存在，陌生是因为在不同的领域内对过孔的孔径要求都有差异。

对于过孔，它的定义是“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的一个公共孔，即为过孔”。

大部分的过孔可以分为三大类“信号”“电流”与“地”。这三者过孔实现功能都不难，难的是好的性能兼容。

二、过孔的设计

对于过孔孔洞的大小以及过孔焊盘的大小，网络上与部分书籍里都有详细的描述。很多硬件工程师面对PCB板空间足够大，整个板子的过孔大小，都是同一个尺寸，并不会根据信号、电源、地等等因素去做一些针对性的优化和调整。

如上图所示，信号的过孔大小与GND的过孔大小一样。在满足通流的情况下，通板采用同一尺寸的过孔，没有高速信号的PCB不会出现什么功能问题，但是对于有高速信号的产品来说，过大的过孔所产生的寄生参数会影响信号的完整性以及部分功能的正常！

三、过孔的布局

过孔的数量的多少对于信号类来说，没有太多的不同，基本都是单一的一个过孔就可以实现功能，但是在电源与GND上，是需要区分的。

常规工艺下PCB外层（TOP/BOTTOM层）铜厚是10Z（35pum），内层铜厚会根据实际情况做到10Z或者0.5OZ。
对于10Z铜厚，在常规情况下，20mil能承载1A左右电流大小；
对于0.5OZ铜厚，在常规情况下，40mil能承载1A左右电流大小。

在电源正极上的过孔布局，采用集中一点的过孔方式会优于分散的方法，可以有效的减少过孔的寄生参数同时还会避免一些信号耦合；而对于GND来说，需要过孔的面积较大时，需要分散开来，确保每个小区域的GND阻抗一致，避免出现地不平衡，阻抗有差异！

四、总结

过孔的操作与实现都不困难，但是想让过孔不成为影响性能的问题之一，需要对过孔的了解比较深入。对于不同信号的过孔，孔径大小，分布方式，都需要工程师去做调整，不能一个模板从头用到尾！

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