芯耀
188
咱们搞硬件的，每当你为了走线爽快，在高速线上随手打下一串过孔时，过孔内心其实是在狂喜的，“打吧，现在打的有多狠，后面就摔的有多狠！
很多工程师觉得过孔不过是PCB上的一个窟窿，那可错了！
Layout走线千万条，过孔参数第一条。参数算错不打紧，老板面前把泪抛。
高速板对待过孔要慎重，原因正是由过孔存在寄生电容和寄生电感。
在高速电路设计（比如信号上升沿 < 1ns）中，过孔已不再是单纯的换层导线，而是一个由寄生电容和寄生电感组成的微型低通滤波器。
寄生电容它是怎么影响信号的？
过孔穿过地平面时，过孔的金属桶壁与地平面之间会形成类似同轴电容器的结构。在高频信号眼中，这个微小的电容就是一个并联在走线上的储能元件。它会吸走一部分电流来给自己充电，从而拖慢信号的步伐。
那过孔的寄生电容如何计算呢？
εr：介质介电常数（FR-4板材约为4.4)。
T：PCB板厚(inch)。
D1：过孔焊盘直径 (inch)。
D2：地层反焊盘Anti-pad直径(inch)。
咱们可以计算一下，比如你在一个1.6mm的板子上，打了一个焊盘 20mil、开窗30mil的孔，代入公式计算电容得C≈0.78pF。
如果你的信号驱动源阻抗Rs=50Ω，这个0.78pF的电容会造成信号上升时间的直接退化：
结论就是如果你的信号是10Gbps 的高速接口，上升沿可能只有50ps，这个过孔会直接让信号上升时间翻倍，眼图瞬间变模糊。
说完了寄生电容，咱们再来说说过孔的寄生电感。
寄生电感是怎么影响信号的？
当电流流过细长的过孔金属柱时，会在周围激发起磁场环路。根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会产生反向感生电压，阻碍电流的变化。在电源去耦设计中，过孔电感是导致滤波失效的头号战犯。
寄生电感如何计算？
H：过孔长度(inch)。
D：钻孔直径(inch)。
怎么评估寄生电感的影响呢？
比如我们可以看它对电源纹波贡献了多少？例如1.6mm板厚，10mil的钻孔，代入公式计算电感得L=1.35nH。
在核心电压仅为1.0V的芯片电源引脚上，如果瞬态电流变化率di/dt为 0.1A /ns：
仅仅一个过孔就产生了135mV的瞬态压降。对于1.0V的电源，这意味着 13.5% 的纹波，对芯片来说，不是啥好事呀！
过孔实际上是一个L-C网络，其特征阻抗Zvia可以估算为：
在标准的50Ω传输线系统中，这个41.6Ω的过孔就是一个明显的阻抗下冲点。根据反射系数公式:
大约9.2%的信号能量会在这里被反弹回来。多个过孔的反射叠加，会导致严重的码间串扰和辐射超标。
既然参数避不开，那咋办？
那咱们就得学会控电容、压电感，怎么控？怎么压？
1．信号线控电容：加大反焊盘直径D2是最省钱的办法；如果频率实在太高，直接安排背钻，切掉那截没用的Stub残桩。
一般来说HDI板对钻孔的工艺要求是比较高的，目前很多PCB厂家都能做背钻，但是想在HDI板上把背钻做好那还是建议找大厂做，之前了解到嘉立创的HDI板也能上背钻，当然了，背钻一般是需要额外收费的。还有就是平时大家最疑惑的就是HDI板上钻孔参数要求是啥？就怕自己搞了个0.2mm的盲孔，资料发给厂家，结果厂家说做不了，又要来来回回改，我特意去嘉立创官网扒了一下，找到了下面这张图，大家有需要做HDI板就可以参考一下：
如果大家搞的是普通的小家电产品，一般对钻孔要求不高，但是如果你是在搞手机，5G这种高速高密度控制板，那就会涉及到HDI板，你就需要多多了解钻孔相关的知识点了，比如盲孔，埋孔。嘉立创的HDI板支持一阶、二阶、三阶及跨层微导孔，所以你有时候看着板子很小，但是密密麻麻的能放下很多器件，原因就是在这。嘉立创的最小激光孔径目前已经能做到3mil了，3mil什么概念？也就是0.075mm ，0.075mm大约相当于1根普通粗细的头发丝，就是这么牛！只能说国产雄起了！
2．电源线压电感：别指望把孔钻大，多孔并联才是王道！并联两个孔，电感直接减半。
