這里所說的過孔Via不是指HDI(High Density Interconnector)使用的盲埋孔,而是MLB更多使用的通孔PTH(Plated through hole) Via。
過孔形狀
通孔內(nèi)徑通常有0.2mm、0.25mm和0.3mm,針對(duì)不同類產(chǎn)品,會(huì)有不同的選擇。比如0.3047/0.5588/0.8128 (drill/pad/antipad)。
過孔排列
過孔的排列,更關(guān)注于相鄰過孔轉(zhuǎn)換之間的耦合,以此來確定縫合過孔的位置選擇,保證信號(hào)的性能最優(yōu)化。
·TX&RX避免靠近·垂直打孔·錯(cuò)列打孔
實(shí)際的版圖設(shè)計(jì)中,不管什么打孔,都是建議保持一定距離,這是防止過孔垂直區(qū)域的串?dāng)_。
很多規(guī)范文件給出的建議值:差分過孔間距25~50mil,回流地孔的距離80~100mil。
根據(jù)相關(guān)的仿真結(jié)果給出反焊盤形狀:橢圓形和8字形。
過孔影響因素:
總結(jié)一下規(guī)律:
還有一個(gè)背鉆(Back drill)的問題。
對(duì)于背鉆,主要鉆頭尺寸,完成厚度,完成孔尺寸,關(guān)鍵區(qū)域的最小深度,最大背鉆深度等由連接器供應(yīng)商和 PCB 制造商指定,以最大限度地提高可靠性。
鉆頭的直徑要大于通孔的孔直徑,一般背鉆孔徑=鉆孔直徑+10mil。需要和對(duì)應(yīng)的板廠對(duì)接生產(chǎn)工藝,根據(jù)加工鉆孔的深度工藝公差水平在“不能破壞PCB孔與走線連接”的基礎(chǔ)上保證“剩余Stub長度盡可能小”。這里面有個(gè)臨界區(qū),是指電鍍通孔要求必須符合規(guī)范的區(qū)域。僅允許在非關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行背鉆。
什么時(shí)候考慮背鉆?這個(gè)取決于芯片驅(qū)動(dòng)能力,互連鏈路,信號(hào)速率等等。一般的經(jīng)驗(yàn)是≥5Gbps速率的信號(hào)就需要考慮了。
當(dāng)然,我也看過有的設(shè)計(jì),在Stub殘樁背鉆處理和反焊盤的處理,做了一個(gè)取舍。簡單來說,過孔背鉆的處理解決的是反射的問題,反焊盤的處理解決的是阻抗突變的問題。但這里面其實(shí)還有EM問題。
PCB板的疊層和板材,對(duì)過孔的影響是不可忽略的,只不過這部分的因素就沒有加入其中來展開。但我們?cè)趯?shí)際工作中,還是要注意疊層和板材對(duì)過孔以及版圖設(shè)計(jì)的影響。
對(duì)過孔的定性,除了阻抗,還有其他參數(shù),比如插入損耗、回波損耗、NEXT 和 FEXT,可以更全面了解過孔或過孔陣列的排序。
下面是幾種過孔排列形式:
相關(guān)仿真得出:紅色標(biāo)記處的參數(shù)最好。
還有一個(gè)需要注意的是:過孔表面鍍銅,高速總線性能可能會(huì)受到表面粗糙度的影響,從而導(dǎo)致高頻信號(hào)衰減,這里面除了銅箔類型,還有工藝的問題。
當(dāng)然,除了所說的信號(hào)過孔,還有電源孔,除了考慮載流能力,還要考慮PDN 的影響。這樣說來,過孔可琢磨的方向就更多了。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:過孔相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),面試可能用得到!
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