In 高速 HDI PCB 設計，通孔設計是一個重要因素。 它由孔、孔周圍的焊盤區和POWER層的隔離區組成，通常分為盲孔、埋孔和通孔三種。 在PCB設計過程中，通過對過孔寄生電容和寄生電感的分析，總結了高速PCB過孔設計中的一些注意事項。

目前，高速PCB設計廣泛應用於通信、計算機、圖形和圖像處理等領域。 所有高科技增值電子產品設計都追求低功耗、低電磁輻射、高可靠性、小型化、輕量化等特點。 為了實現上述目標，過孔設計是高速PCB設計中的一個重要因素。

1.通過
過孔是多層PCB設計中的一個重要因素。 過孔主要由三部分組成，一是孔； 另一個是孔周圍的焊盤區域； 第三是POWER層的隔離區。 過孔的工藝是通過化學沉積在過孔孔壁的圓柱面上鍍一層金屬，以連接中間層需要連接的銅箔，以及上下兩層。過孔做成普通焊盤的形狀可以直接與上下兩側的線路相連，也可以不相連。 過孔可以起到電氣連接、固定或定位裝置的作用。

過孔一般分為三類：盲孔、埋孔和通孔。

盲孔位於印刷電路板的上下表面，具有一定的深度。 它們用於連接表麵線和底層內線。 孔的深度和孔的直徑通常不超過一定的比例。

埋孔是指位於印製電路板內層的連接孔，不延伸到電路板表面。

盲孔和埋孔都位於電路板的內層，是通過疊層前的通孔形成工藝完成的，在形成過孔的過程中可能會重疊多個內層。

貫穿整個電路板的通孔可用於內部互連或作為元件的安裝定位孔。 由於通孔在工藝上更容易實現且成本更低，所以一般印刷電路板都使用通孔。

2. 過孔寄生電容
通孔本身俱有接地寄生電容。 如果過孔接地層隔離孔的直徑為D2，過孔焊盤的直徑為D1，PCB的厚度為T，基板的介電常數為ε，則寄生電容為通過類似於：

C =1.41εTD1/(D2-D1)

過孔寄生電容對電路的主要作用是延長信號的上升時間，降低電路速度。 電容值越小，影響越小。

3. 過孔寄生電感
通孔本身俱有寄生電感。 在高速數字電路設計中，過孔寄生電感帶來的危害往往大於寄生電容的影響。 過孔的寄生串聯電感會削弱旁路電容的作用，削弱整個電源系統的濾波效果。 如果L是指過孔的電感，h是過孔的長度，d是中心孔的直徑，則過孔的寄生電感類似於：

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

從公式可以看出，過孔的直徑對電感的影響很小，過孔的長度對電感的影響最大。

4. 非直通孔技術
非通孔包括盲孔和埋孔。

在非通孔技術中，盲孔和埋孔的應用可以大大減小PCB的尺寸和質量，減少層數，提高電磁兼容性，增加電子產品的特性，降低成本，也使設計工作更加簡單快捷。 在傳統的PCB設計加工中，通孔會帶來很多問題。 首先，它們佔據了大量的有效空間，其次，大量的通孔密集地擠在一個地方，這也對多層PCB的內層佈線造成了巨大的障礙。 這些通孔佔據了佈線所需的空間，密集地穿過電源和地。 導線層表面也會破壞電源地線層的阻抗特性，使電源地線層失效。 而傳統的機械鑽孔方法的工作量將是非通孔技術的 20 倍。

在PCB設計中，雖然焊盤和過孔的尺寸已經逐漸減小，但是如果板層厚度不成比例地減小，通孔的縱橫比就會增加，通孔縱橫比的增加會減小可靠性。 隨著先進的激光打孔技術和等離子乾蝕刻技術的成熟，非穿透性小盲孔和小埋孔的應用成為可能。 如果這些非貫穿孔的直徑為0.3mm，寄生參數將是原來常規孔的1/10左右，提高了PCB的可靠性。

由於採用了非過孔技術，PCB上的大過孔很少，可以為走線提供更多的空間。 剩餘空間可用於大面積屏蔽目的，以提高 EMI/RFI 性能。 同時，內層還可以利用更多的剩餘空間對設備和關鍵網線進行部分屏蔽，使其具有最佳的電氣性能。 非直通孔的使用使得器件管腳更容易扇出，便於高密度管腳器件（如BGA封裝器件）走線，縮短佈線長度，滿足高速電路的時序要求.

5. 普通PCB中的Via選擇
在普通PCB設計中，過孔的寄生電容和寄生電感對PCB設計影響不大。 對於1-4層PCB設計，0.36mm/0.61mm/1.02mm（一般選擇鑽孔/焊盤/POWER隔離區））過孔比較好。 對於有特殊要求的信號線（如電源線、地線、時鐘線等），可以使用0.41mm/0.81mm/1.32mm的過孔，也可以根據實際情況選擇其他尺寸的過孔。

6.高速PCB中的過孔設計
通過以上對過孔寄生特性的分析，我們可以看出，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往會給電路設計帶來很大的負面影響。 為了減少過孔寄生效應帶來的不利影響，在設計中可以做到以下幾點：

(1) 選擇合理的過孔尺寸。 對於多層通用密度PCB設計，最好使用0.25mm/0.51mm/0.91mm（鑽孔/焊盤/POWER隔離區）過孔； 對於一些高密度的PCB，0.20mm/0.46也可以用mm/0.86mm的過孔，也可以試試非穿通孔； 對於電源或接地過孔，可以考慮使用更大的尺寸來降低阻抗；

(2) POWER隔離面積越大越好，考慮PCB上的過孔密度，一般D1=D2 0.41；

（3）盡量不要改變PCB上信號走線的層數，即盡量減少過孔；

(4)使用更薄的PCB有利於降低過孔的兩個寄生參數；

(5) 電源和接地引腳應在附近的孔中製作。 過孔和引腳之間的引線越短越好，因為它們會增加電感。 同時，電源線和地線要盡量粗，以減少阻抗；

(6) 在信號層過孔附近放置一些接地過孔，為信號提供短距離環路。

當然，具體問題需要在設計時詳細分析。 綜合考慮成本和信號質量，在高速PCB設計中，設計人員總是希望過孔越小越好，這樣可以在板上留下更多的佈線空間。 另外，過孔越小，其自身的寄生電容越小，越適合高速電路。 在高密度PCB設計中，非過孔的使用和過孔尺寸的減小也帶來了成本的增加，過孔尺寸不能無限縮小。 它受PCB製造商鑽孔和電鍍工藝的影響。 在高速 PCB 的過孔設計中應平衡考慮技術限制。