In 高速 HDI PCB 设计，通孔设计是一个重要因素。 它由孔、孔周围的焊盘区和POWER层的隔离区组成，通常分为盲孔、埋孔和通孔三种。 在PCB设计过程中，通过对过孔寄生电容和寄生电感的分析，总结了高速PCB过孔设计中的一些注意事项。

目前，高速PCB设计广泛应用于通信、计算机、图形和图像处理等领域。 所有高科技增值电子产品设计都追求低功耗、低电磁辐射、高可靠性、小型化、轻量化等特点。 为了实现上述目标，过孔设计是高速PCB设计中的一个重要因素。

1.通过
过孔是多层PCB设计中的一个重要因素。 过孔主要由三部分组成，一是孔； 另一个是孔周围的焊盘区域； 第三是POWER层的隔离区。 过孔的工艺是通过化学沉积在过孔孔壁的圆柱面镀上一层金属，连接中间层需要连接的铜箔，以及上下两层。过孔做成普通焊盘的形状可以直接与上下两侧的线路相连，也可以不相连。 过孔可以起到电气连接、固定或定位装置的作用。

过孔一般分为三类：盲孔、埋孔和通孔。

盲孔位于印刷电路板的上下表面，具有一定的深度。 它们用于连接表面线和底层内线。 孔的深度和孔的直径通常不超过一定的比例。

埋孔是指位于印制电路板内层的连接孔，不延伸到电路板表面。

盲孔和埋孔都位于电路板的内层，是通过叠层前的通孔形成工艺完成的，在过孔的形成过程中，可能有几个内层重叠。

贯穿整个电路板的通孔可用于内部互连或作为元件的安装定位孔。 由于通孔在工艺上更容易实现且成本更低，所以一般印刷电路板都使用通孔。

2. 过孔寄生电容
通孔本身具有接地寄生电容。 如果过孔接地层隔离孔的直径为D2，过孔焊盘的直径为D1，PCB的厚度为T，基板的介电常数为ε，则寄生电容为通过类似于：

C =1.41εTD1/(D2-D1)

过孔寄生电容对电路的主要作用是延长信号的上升时间，降低电路速度。 电容值越小，影响越小。

3. 过孔寄生电感
通孔本身具有寄生电感。 在高速数字电路设计中，过孔寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。 过孔的寄生串联电感会削弱旁路电容的作用，削弱整个电源系统的滤波效果。 如果L是指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心孔的直径，则过孔的寄生电感类似于：

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

从公式可以看出，过孔的直径对电感的影响很小，过孔的长度对电感的影响最大。

4. 非直通孔技术
非通孔包括盲孔和埋孔。

在非通孔技术中，盲孔和埋孔的应用可以大大减小PCB的尺寸和质量，减少层数，提高电磁兼容性，增加电子产品的特性，降低成本，也使设计工作更加简单快捷。 在传统的PCB设计加工中，通孔会带来很多问题。 首先，它们占据了大量的有效空间，其次，大量的通孔密集地挤在一个地方，这也对多层PCB的内层布线造成了巨大的障碍。 这些通孔占据了布线所需的空间，密集地穿过电源和地。 导线层表面也会破坏电源地线层的阻抗特性，使电源地线层失效。 而传统的机械钻孔方法的工作量将是非通孔技术的 20 倍。

在PCB设计中，虽然焊盘和过孔的尺寸已经逐渐减小，但是如果板层厚度不成比例地减小，通孔的纵横比就会增加，通孔纵横比的增加会减小可靠性。 随着先进的激光打孔技术和等离子干蚀刻技术的成熟，非穿透性小盲孔和小埋孔的应用成为可能。 如果这些非贯穿孔的直径为0.3mm，寄生参数将是原来常规孔的1/10左右，提高了PCB的可靠性。

由于采用了非过孔技术，PCB上的大过孔很少，可以为走线提供更多的空间。 剩余空间可用于大面积屏蔽目的，以提高 EMI/RFI 性能。 同时，内层还可以利用更多的剩余空间对设备和关键网线进行部分屏蔽，使其具有最佳的电气性能。 非直通孔的使用使得器件管脚更容易扇出，便于高密度管脚器件（如BGA封装器件）走线，缩短布线长度，满足高速电路的时序要求.

5. 普通PCB中的Via选择
在普通PCB设计中，过孔的寄生电容和寄生电感对PCB设计影响不大。 对于1-4层PCB设计，0.36mm/0.61mm/1.02mm（一般选择钻孔/焊盘/POWER隔离区））过孔比较好。 对于有特殊要求的信号线（如电源线、地线、时钟线等），可以采用0.41mm/0.81mm/1.32mm的过孔，也可以根据实际情况选择其他尺寸的过孔。

6.高速PCB中的过孔设计
通过以上对过孔寄生特性的分析，我们可以看出，在高速PCB设计中，看似简单的过孔往往会给电路设计带来很大的负面影响。 为了减少过孔寄生效应带来的不利影响，在设计中可以做到以下几点：

(1) 选择合理的过孔尺寸。 对于多层通用密度PCB设计，最好使用0.25mm/0.51mm/0.91mm（钻孔/焊盘/POWER隔离区）过孔； 对于一些高密度的PCB，0.20mm/0.46也可以用mm/0.86mm的过孔，也可以试试非穿通孔； 对于电源或接地过孔，可以考虑使用更大的尺寸来降低阻抗；

(2) POWER隔离面积越大越好，考虑PCB上的过孔密度，一般D1=D2 0.41；

（3）尽量不要改变PCB上信号走线的层数，即尽量减少过孔；

(4)使用更薄的PCB有利于降低过孔的两个寄生参数；

(5) 电源和接地引脚应在附近的孔中制作。 过孔和引脚之间的引线越短越好，因为它们会增加电感。 同时，电源线和地线要尽量粗，以减少阻抗；

(6) 在信号层过孔附近放置一些接地过孔，为信号提供短距离环路。

当然，具体问题需要在设计时详细分析。 综合考虑成本和信号质量，在高速PCB设计中，设计师总是希望过孔越小越好，这样可以在板上留下更多的布线空间。 另外，过孔越小，其自身的寄生电容越小，越适合高速电路。 在高密度PCB设计中，非过孔的使用和过孔尺寸的减小也带来了成本的增加，过孔尺寸不能无限缩小。 它受PCB制造商钻孔和电镀工艺的影响。 在高速 PCB 的过孔设计中应平衡考虑技术限制。