钻孔、塞孔对过孔的阻抗影响-如果过孔的阻抗也能控+-10%

来源:一博科技 时间:2018-5-10 类别:微信自媒体

我们去PCB板厂转一圈,问他们:走线可以帮我们控10%的阻抗公差吗?他们会自信满满的答应你:没问题!如果你想再抠一下,控8%,他们会稍微考虑下,也拍板说:行(内层)!如果这时候你问:过孔能帮我控10%吗?友谊的小船可能会。。。翻!

同样是作为连接收发芯片的桥梁,为什么走线能控制到10%而过孔不行呢?我们知道,走线其实也不好控制,影响走线阻抗的加工误差包括了蚀刻因子,层偏,表面粗糙度,而在微带线还要再加上绿油,镀铜厚度的影响,但是目前主流的一些板厂都能保证10%甚至8%的阻抗偏差了。而对于过孔嘛,以小编对板厂的认识,应该还没有哪个板厂承诺过孔也帮你控制10%的阻抗偏差哈!那肯定说明过孔也有很多板厂无法去把控的因素,so。。。板厂就没办法帮保证咯。

在本篇文章中,先介绍两个关于过孔加工的流程,一个是钻孔,另外一个是塞孔。对于钻孔,很多人都知道会有影响,那到底钻孔的加工公差到底会对过孔性能产生多大的影响?另外是塞孔,很多人都觉得往孔去塞树脂或者绿油都会影响过孔的性能,我们就通过仿真的手段来验证下它们的影响吧。

先说钻孔,我们经常会听到两个名字,钻孔孔径和完成孔径,在我们的PCB文件中,我们设计一个8mil的孔,那你觉得工厂就会用8mil的钻刀去钻这个孔吗?显然不是的。我们知道,一个过孔要起到它连接不同层走线的作用,首先孔在垂直方向上要是通的,也就是必须要有铜在孔的垂直方向上连接,这就是我们所说的镀孔铜。根据IPC标准,对过孔的镀铜厚度是有一定的要求的,大概18um到20um,那么厂家实际上是保证镀完铜之后的孔径是8mil即可,也就是我们所说的完成孔径。那这样的话我们原本的钻孔孔径就必须要比8mil要大,但是大是要大,但是大多少呢?10mil?12mil?这个大多少实际上对我们过孔的性能是有比较大的影响的。
过孔阻抗控制
根据厂家对钻孔的加工误差标准,0.2mm(8mil)的孔,最小也会用0.25mm(10mil)的钻刀,然后如果我们不指定控制的话,厂家还有可能用到0.3mm(12mil)的钻刀。大家都知道钻孔大的话,阻抗会低,但是具体会低多少呢?我们仿真结果可以告诉你们。
过孔阻抗控制 
从仿真结果可以看到,从0.2mm到0.3mm的过孔,阻抗差别达到了5欧姆以上。
 过孔阻抗控制 
从关注这个孔带来的损耗,也可以看到有明显的差异。 
过孔阻抗控制

单就这一个过孔的钻孔流程,加工的误差就能使它大于10%的波动了。

另外我们再说说塞孔,小编这次和大家见面,很多朋友也问塞孔会不会对过孔的性能产生影响,小编一直很坚决的和他们说:没有影响!没有影响!他们是信了,但是总感觉脸上还有一丝丝顾虑,所以回来之后就马上做了一下仿真验证下,到底情况是怎样。
下图左右分别是不塞孔和塞孔的模型,红色表示树脂或者绿油塞孔。
过孔阻抗控制  
我们分别看下两种情况的回波损耗和插入损耗的结果对比:为什么都只有一根曲线呢?因为他们重合了。为什么是重合,因为就是没有影响,结果是一样的。 

 过孔阻抗控制

过孔阻抗控制

其实具备一点高速理论的知识都知道,信号在比较高速的时候都会产生趋肤效应,这时候信号时挨着过孔的外壁去走的,所以过孔内无论加了介电常数是多少的介质都好,实际上信号和参考之间的电磁场都不会环绕到里面去,那既然没有电磁场在里面,那不管你里面是什么介质都不会有任何影响的啦。
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