做硬件的朋友都知道，PCB過孔的設計其實很有講究，今天為大家分享PCB中過孔和背鑽的技術知識。
一、高速PCB中的過孔設計
在高速PCB設計中，往往需要採用多層PCB，而過孔是多層PCB 設計中的一個重要因素。
PCB中的過孔主要由孔、孔周圍的焊盤區、POWER 層隔離區三部分組成。
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高速PCB中過孔的影響
高速PCB多層板中，信號從某層互連線傳輸到另一層互連線就需要通過過孔來實現連接，在頻率低於1GHz時，過孔能起到一個很好的連接作用，其寄生電容、電感可以忽略。
當頻率高於1 GHz後，過孔的寄生效應對信號完整性的影響就不能忽略，此時過孔在傳輸路徑上表現為阻抗不連續的斷點，會產生信號的反射、延時、衰減等信號完整性問題。
當信號通過過孔傳輸至另外一層時，信號線的參考層同時也作為過孔信號的返回路徑，並且返回電流會通過電容耦合在參考層間流動，並引起地彈等問題。
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過孔的類型
過孔一般又分為三類：通孔、盲孔和埋孔。
盲孔：指位於印刷線路板的頂層和底層表面，具有一定深度，用於表層線路和下面的內層線路的連接，孔的深度與孔徑通常不超過一定的比率。
埋孔：指位於印刷線路板內層的連接孔，它不會延伸到線路板的表面。
通孔：這種孔穿過整個線路板，可用於實現內部互連或作為元件的安裝定位孔。由於通孔在工藝上更易於實現，成本較低，所以一般印製電路板均使用。
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高速PCB中的過孔設計
在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響，在設計中可以儘量做到：
（1）選擇合理的過孔尺寸。對於多層一般密度的PCB 設計來說，選用0.25mm/0.51mm/0.91mm（鑽孔/ 焊盤/ POWER 隔離區）的過孔較好；對於一些高密度的PCB 也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的過孔，也可以嘗試非穿導孔；對於電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗；
（2）POWER隔離區越大越好，考慮PCB 上的過孔密度，一般為D1=D2+0.41；
（3）PCB 上的信號走線儘量不換層，也就是說盡量減少過孔；
（4）使用較薄的PCB有利於減小過孔的兩種寄生參數；
（5）電源和地的管腳要就近過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好，因為它們會導致電感的增加。同時電源和地的引線要儘可能粗，以減少阻抗；
（6）在信號換層的過孔附近放置一些接地過孔，以便為信號提供短距離迴路。
此外，過孔長度也是影響過孔電感的主要因素之一。對用於頂、底層導通的過孔，過孔長度等於PCB厚度，由於PCB層數的不斷增加，PCB厚度常常會達到5 mm以上。
然而，高速PCB設計時，為減小過孔帶來的問題，過孔長度一般控制在2.0mm以內。
對於過孔長度大於2.0 mm過孔，通過增加過孔孔徑，可在一定程度上提高過孔阻抗連續性。當過孔長度為1.0 mm及以下時，最佳過孔孔徑為0.20 mm ~ 0.30 mm。
二、PCB生產中的背鑽工藝
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什麼PCB背鑽？
背鑽其實就是孔深鑽比較特殊的一種，在多層板的製作中，例如12層板的製作，我們需要將第1層連到第9層，通常我們鑽出通孔（一次鑽），然後沉銅。
這樣第1層直接連到第12層，實際我們只需要第1層連到第9層，第10到第12層由於沒有線路相連，像一個柱子。
這個柱子影響信號的通路，在通訊信號中會引起信號完整性問題。所以將這個多餘的柱子（業內叫STUB）從反面鑽掉（二次鑽）。
所以叫背鑽，但是一般也不會鑽那麼幹淨，因為後續工序會電解掉一點銅，且鑽尖本身也是尖的。所以PCB廠家會留下一小點，這個留下的STUB的長度叫B值，一般在50-150UM範圍為好。
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背鑽孔有什麼樣的優點？
1）減小雜訊干擾；
2）提高信號完整性；
3）局部板厚變小；
4）減少埋盲孔的使用，降低PCB製作難度。
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背鑽孔有什麼作用？
背鑽的作用是鑽掉沒有起到任何連接或者傳輸作用的通孔段，避免造成高速信號傳輸的反射、散射、延遲等，給信號帶來“失真”研究表明：影響信號系統信號完整性的主要因素除設計、板材料、傳輸線、連接器、芯片封裝等因素外，導通孔對信號完整性有較大影響。
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背鑽孔生產工作原理
依靠鑽針下鑽時，鑽針尖接觸基板板面銅箔時產生的微電流來感應板面高度位置，再依據設定的下鑽深度進行下鑽，在達到下鑽深度時停止下鑽。如圖二：
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背鑽製作工藝流程？
a、提供PCB，PCB上設有定位孔，利用所述定位孔對PCB進行一鑽定位並進行一鑽鑽孔；
b、對一鑽鑽孔後的PCB進行電鍍，電鍍前對所述定位孔進行幹膜封孔處理；
c、在電鍍後的PCB上製作外層圖形；
d、在形成外層圖形後的PCB上進行圖形電鍍，在圖形電鍍前對所述定位孔進行幹膜封孔處理；
e、利用一鑽所使用的定位孔進行背鑽定位，採用鑽刀對需要進行背鑽的電鍍孔進行背鑽；
f、背鑽後對背鑽孔進行水洗，清除背鑽孔內殘留的鑽屑。
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背鑽孔板技術特徵有哪些？
1）多數背板是硬板
2）層數一般為8至50層
3）板厚：2.5mm以上
4）厚徑比較大
5）板尺寸較大
6）一般首鑽最小孔徑>=0.3mm
7）外層線路較少，多為壓接孔方陣設計
8）背鑽孔通常比需要鑽掉的孔大0.2MM
9）背鑽深度公差：+/-0.05MM
10）如果背鑽要求鑽到M層，那麼M層到M-1（M層的下一層）層的介質厚度最小0.17MM
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背鑽孔板主要應用於何種領域呢？
背板主要應用於通信設備、大型服務器、醫療電子、軍事、航天等領域。
由於軍事、航天屬於敏感行業，國內背板通常由軍事、航天系統的研究所、研發中心或具有較強軍事、航天背景的PCB製造商提供；在中國，背板需求主要來自通信產業，現逐漸發展壯大的通信設備製造領域。
（文章整理自網絡，侵刪！）
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