过孔设计是由孔及孔周围的焊盘区和内层电气隔离区组成,如图1所示。过孔的寄生电感、寄生电容等会影响通过过孔的高速信号,过孔的尺寸和与之相连接的焊盘对过孔的属性具有直接的影响。
1.寄生电容
过孔本身存在着对地或电源的寄生电容,如果已知过孔在内层上的隔离孔直径为D2;过孔焊盘的直径为D1;PCB的厚度为T;板基材的相对介电常数为ε;则过孔的寄生电容大小近似为

过孔的寄生电容延Κ了电路中信号的上升时问,降低了电路的速度。如果一块厚度为25mil的PCB,使用内径为10mil,焊盘直径为20mil的过孔,内层电气间隙宽度为32mil时,可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致为0.259 pF。如果走线的特性阻抗为30Ω,则该寄生电容引起的信号上升时间延长量为

式中的系数1/2是因为过孔在走线的中途。从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升沿变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的。

图 过孔的结构
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